2014
PRODUÇÃO DE CAL
Prof. Dr. Vanderley M. John
(Escola Politécnica da USP)
Prof. Dra. Katia R. Garcia Punhagui
(Escola
Politécnica
da
USP,
Universidade Estadual de Londrina)
Profa. Dra. Maria Alba Cincotto
(Escola Politécnica da USP)
Equipe de Coordenação do Projeto Economia de Baixo Carbono – 2ª Fase
Coordenação Geral – Rudinei Toneto Junior
Coordenação Geral Adjunta – Marcelo Pinho
Coordenação de Estudos Setoriais 2014
Ferro-gusa - Germano Mendes de Paula
Cal - Katia R. Garcia Punhagui; Vanderley M. John; Maria Alba Cincotto
Vidro - Mauro Akerman
Auxiliares de Coordenação
Beatriz Selan
Guilherme Henrique Albertin dos Reis
Estagiário
Felipe Leite
Este projeto foi realizado com recursos do Fundo de Estruturação de Projetos (FEP)
do BNDES. O conteúdo é de exclusiva responsabilidade dos autores, não refletindo,
necessariamente, a opinião do BNDES. Informações sobre o FEP encontram-se em
HTTP://www.bndes.gov.br
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FACULDADE DE ECONOMIA, ADMINISTRAÇÃO E CONTABILIDADE DE
RIBEIRÃO PRETO
CONTRATO DE COLABORAÇÃO FINANCEIRA NÃO-REEMBOLSÁVEL
N° 11.2.0488.1
FUNDACE – BNDES
ECONOMIA DE BAIXO CARBONO: AVALIAÇÃO DE IMPACTOS DE
RESTRIÇÕES E PERSPECTIVAS TECNOLÓGICAS
PRODUÇÃO DE CAL
Relatório Final
Prof. Dr. Vanderley M. John
Prof. Dra. Katia R. Garcia Punhagui
Profa. Dra. Maria Alba Cincotto
RIBEIRÃO PRETO-SP
DEZEMBRO – 2014
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 1
1. CARACTERIZAÇÃO SETORIAL ............................................................................ 2
1.1.
Principais produtos e setores demandantes ............................................ 2
1.2.
Principais países produtores .................................................................... 4
1.3.
Etapas da cadeia de produção ................................................................. 4
1.4.
Tecnologias de produção ......................................................................... 8
2. QUADRO NACIONAL ........................................................................................... 11
2.1.
Rotas tecnológicas no Brasil .................................................................. 11
2.2.
Distribuição espacial da produção.......................................................... 16
2.3.
Evolução da produção, do consumo e do comércio exterior .................. 18
3. IMPACTOS AMBIENTAIS SETORIAIS................................................................. 22
3.1.
Impactos locais e globais (resíduos sólidos, líquidos e gasosos) e
subprodutos ........................................................................................................... 22
3.1.1. Resíduos e subprodutos.............................................................. 23
3.1.2. Outros impactos .......................................................................... 24
3.2.
Fontes de insumos por tipo de forno e etapas do processo ................... 25
3.2.1. Energia consumida ...................................................................... 26
3.3.
Emissões de dióxido de carbono............................................................ 27
4. BALANÇO DE CARBONO E INVENTÁRIO DE EMISSÕES DE GEE .................. 28
4.1.
Emissões de CO2 provenientes da descarbonatação do calcário .......... 29
4.2.
Emissões de CO2 provenientes da queima de combustíveis ................. 31
4.3.
Resumo dos valores adotados para a composição de cenários ............ 35
5. MUDANÇAS CLIMÁTICAS E MUDANÇA TECNOLÓGICA .................................. 35
5.1.
Novas rotas tecnológicas ....................................................................... 36
5.1.1. Calcinador solar .......................................................................... 36
5.2.
Redução das emissões de CO2 ............................................................. 36
5.2.1. Mudança na matriz energética .................................................... 36
5.2.2. Captura e sequestro de dióxido de carbono ................................ 37
5.3.
Aumento da eficiência energética .......................................................... 38
5.3.1. Uso de fornos eficientes ou modernização de fornos .................. 38
5.3.2. Uso de moinhos eficientes .......................................................... 38
5.3.3. Controle do processo – automação ............................................. 39
5.3.4. Lavagem do calcário ................................................................... 39
5.4.
Redução dos resíduos ........................................................................... 39
5.4.1. Diminuição de perdas .................................................................. 39
5.4.2. Melhoramento do rendimento da matéria-prima .......................... 40
5.5.
Redução da emissão de poeira .............................................................. 40
6. PROJEÇÕES DAS EMISSÕES SETORIAIS DE CO2 NO BRASIL ATÉ 2020 ..... 41
6.1.
Metodologia empregada para a criação dos cenários ............................ 42
Cenário 1 – Cenário base ........................................................................ 44
Cenário 2 - Mudança de combustíveis .................................................... 45
Cenário 3 - Mudança de tecnologia ......................................................... 46
Cenário 4 - Mudança de combustíveis e tecnologia ................................ 48
6.2.
Resultados dos cenários ........................................................................ 48
Cenário 1 – Cenário base ........................................................................ 48
Cenário 2 – Mudança de combustíveis.................................................... 51
Cenário 3 – Mudança de tecnologia ........................................................ 53
Cenário 4 – Mudança de combustíveis e tecnologia ............................... 55
7. DIRETRIZES DE UMA POLÍTICA PÚBLICA SETORIAL PARA A TRANSIÇÃO
RUMO À ECONOMIA DE BAIXO CARBONO .......................................................... 58
BIBLIOGRAFIA ......................................................................................................... 61
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Tabela 1 – Algumas aplicações da cal por setor ......................................................... 3
Tabela 2 – Principais países produtores de cal (2013) ............................................... 4
Tabela 3 – Fornos de cal mais comuns em países industrializados .......................... 11
Tabela 4 – Quantidade de cal produzida e vendida no Brasil (mil toneladas) de
acordo com diferentes fontes. ................................................................................... 20
Tabela 5 – Exigências químicas para cal virgem definidas pela NBR 6.453 ............. 29
Tabela 6 – Exigências químicas para cal hidratada definidas pela NBR 7.175 ......... 29
Tabela 7 - Emissões de CO2 da cal virgem (kgCO2/t produto) ...................................... 30
Tabela 8 - Emissões de CO2 da cal hidratada (kgCO2/t produto) .................................. 30
Tabela 9 - Emissões de CO2 da cal hidratada (kgCO2/t hidróxido) ................................ 30
Tabela 10 – Fatores de conversão de energia e emissão de CO2 ............................ 31
Tabela 11 – Energia e emissão de CO2 segundo tipos de cal e fornos - resultante de
levantamento de referências nacionais e empresas ................................................. 33
Tabela 12 – Valores considerados para a composição dos cenários........................ 35
Tabela 13 - Resumo da avaliação prévia das estratégias para diminuição de
impactos na produção de cal..................................................................................... 41
Tabela 14 – Distribuição da produção de cal entre calcítica e dolomítica ................. 44
Tabela 15 – Estimativa de produção de cal até ano 2020 ......................................... 44
Tabela 16 – Produção de cal por tipo de forno.......................................................... 45
Tabela 17 – Resultados do Cenário 1 ....................................................................... 49
Tabela 18 - Resultados do Cenário 1 considerados para discussão dos demais
cenários ..................................................................................................................... 51
Tabela 19 - Emissões de CO2 resultantes da substituição de madeira fonte de
carbono por madeira neutra em carbono .................................................................. 52
Tabela 20 - Emissões de CO2 resultantes da substituição integral do coque de
petróleo por gás natural ............................................................................................ 52
Tabela 21 - Emissões de CO2 resultantes do aumento da moinha (ou outro
combustível neutro em carbono) na matriz energética em detrimento ao coque de
petróleo ..................................................................................................................... 53
Tabela 22 - Emissões de CO2 e energia consumida resultantes da mudança de FVCS para FV-FPR no estado de São Paulo ................................................................ 54
Tabela 23 – Emissões de CO2 e energia consumida resultantes da mudança de FVA para FV-CS e FV-CS para FV-FPR ....................................................................... 54
Tabela 24 – Emissões de CO2 resultantes da diminuição de madeira fonte de
carbono para 3% a 8% e aumento da moinha para 14% .......................................... 55
Tabela 25 – Emissões de CO2 resultantes da diminuição de madeira fonte de
carbono para 0% e aumento da moinha para 23% ................................................... 56
Tabela 26 – Emissões de CO2 e energia consumida resultantes da mudança de
combustíveis e fornos ............................................................................................... 56
Tabela 27 - Resumo dos resultados dos cenários estudados ................................... 57
Gráfico 1 - Produção mundial de cal no ano 2013 ...................................................... 4
Gráfico 2 – Distribuição da produção da cal por estados ou regiões ........................ 17
Gráfico 3 – Distribuição do consumo da cal segundo aplicações por setor .............. 19
Gráfico 4 – Evolução da produção da cal virgem (CV) e cal hidratada (CH) no Brasil
.................................................................................................................................. 21
Gráfico 5 – Variação da produção versus número de empresas informantes sobre a
produção, dado do IBGE ........................................................................................... 21
Gráfico 6 – Distribuição das fontes energéticas da produção de cal - combustíveis
utilizados em fornos de calcinação............................................................................ 25
Gráfico 7 – Percentual das emissões de CO2 por descarbonatação e calcinação no
total das emissões..................................................................................................... 49
Figura 1 – Diagrama sintético das etapas de produção da cal .................................... 5
Figura 2 – Imagens ilustrativas do processo de produção da cal (Brasil) feito por
empresas de grande porte .......................................................................................... 7
Figura 3 – Imagens ilustrativas de tipos de fornos encontrados no país ................... 13
Figura 4 – Sistema de injeção de serragem em forno de barranco típico do Paraná 14
Figura 5 – Imagens ilustrativas de mineração do calcário com emprego de tecnologia
mais avançada .......................................................................................................... 15
Figura 6 – Imagens ilustrativas de mineração do calcário com emprego de tecnologia
menos avançada ....................................................................................................... 15
Figura 7 – Imagem ilustrativa de pedras de cal virgem produzidas por FH-R e FVFPR ........................................................................................................................... 47
Quadro 1 – Principais Empresas Produtoras de Cal no Brasil...................................18
Box 1 – Método empregado para a projeção de demanda setorial ........................... 42
Box 2 – Conceito de fonte de carbono e carbono neutro relacionados à madeira .... 46
1
INTRODUÇÃO
O presente relatório refere-se ao resultado final da pesquisa sobre o setor da
cal, que cobre a atividade de fabricação de cal (óxidos e hidróxidos de cálcio e
magnésio), parte da categoria 23.92-3 da CNAE 2.0 – Fabricação de cal e gesso.
A pesquisa não inclui a cal produzida em operações unitárias de outras
atividades industriais, em que é produzida exclusivamente para o consumo da planta
industrial à qual está integrada (mercado cativo), tampouco as operações que
comercializam, com ou sem beneficiamento, resíduos industriais constituídos de
hidróxido de cálcio e magnésio.
2
1.
CARACTERIZAÇÃO SETORIAL
1.1.
Principais produtos e setores demandantes
A cal é um elemento de uso variado. Há vestígios de seu uso, no estado
virgem (CaO) e hidratado (Ca(OH)2) cerca de 1.000 anos a.C. nas civilizações
grega, romana, egípcia, maia, inca e chinesa, entre outras (EIPPCB; IPTS, 2013).
Atualmente a cal abastece os setores industriais de produção de metais ferrosos e
não ferrosos, cimento, celulose e papel, química, farmacêutica e higiene pessoal e
alimentos, bem como agricultura, silvicultura e piscicultura, construção civil e
aplicações de cunho ambiental (EIPPCB; IPTS, 2013)(IPCC, 2006). Alguns
exemplos de aplicação por setor encontram-se na Tabela 1.
3
Tabela 1 – Algumas aplicações da cal por setor
Setor
Tratamento de efluentes e gases
Aplicações
Tratamento de água para abastecimento geral, de esgoto
doméstico e industrial e como agente dessulfurante no
controle de emissões atmosféricas da indústria.
Agricultura, silvicultura e
Componente de fertilizantes, estabilizador do PH do solo,
piscicultura
alcalinização de lagoas, proteção de área de criação de
frangos.
Celulose e papel
Neutralização do licor negro, como agente redutor na
produção de papéis alcalinos.
Água e combustão de gases
Tratamento de água potável e águas residuais, purificação de
gases de combustão (lavagem úmida e seca)
Indústria alimentícia
Redutor de acidez e/ou clarificador no setor cítrico, sucroalcooeiro, de laticínios, na produção de alimentos (humanos e
animal) etc.
Indústria farmacêutica e saúde
Agente saneador de ambiente e bactericida, para manufatura
de produtos fitofarmacêuticos, perfumes e fragrâncias,
pomadas etc.
Indústria química
Fundente ou agente de ligação, fonte de cálcio e alcalinidade,
na manufatura de produtos como carbonato de cálcio
precipitado, carbureto de cálcio, óxido de propeno, cloreto de
cálcio, hipoclorito de cálcio, entre outros.
Indústria de aço
Na siderurgia é usada como aglomerante na pelotização do
minério de ferro, na produção de sínter, na dessulfuração do
gusa, protetor de revestimento refratário dos fornos,
lubrificante na trefilaria, aciaria a oxigênio.
Indústria de metais não ferrosos
Cal usada para o refino de metais não ferrosos. Na produção
do alumínio primário é usada para aumentar a solubilidade da
alumina e controlar o teor de fósforo.
Outras indústrias
Na produção de vidros (como fundente); refratários;
pigmentos; borrachas; têxteis, couro e pele; equipamentos
elétricos, informáticos, eletrônicos e óticos; fabricação geral
de máquinas, veículos; móveis.
Construção
Na composição de argamassa de alvenaria, tintas,
pavimentação asfáltica, estabilização de solo etc.
Fonte de referência: (ILA, 2014)(ABPC, 2014a)(ECHA, 2014)
Alguns produtos em que a cal é parte integrante do processo de manufatura
são: adesivos, selantes, adsorventes, metais e ligas, biocidas, revestimentos, tintas,
diluentes,
betumes,
gesso,
explosivos,
adubos,
combustíveis,
fluidos
de
transferência de calor e hidráulicos, tintas e toners, produtos como reguladores de
PH, floculantes, precipitantes, agentes de neutralização, produtos químicos de
laboratório, curtimento de couro, lubrificantes, produtos farmacêuticos, misturas de
cera, preparação de polímeros e compostos, semiconductores, produtos de limpeza,
produtos químicos para tratamento de água, produtos para soldagem, cosméticos,
produtos de higiene pessoal, agentes de extração, entre outros (ECHA, 2014).
4
1.2.
Principais países produtores
O principal país produtor de cal é a China com 63% da produção mundial.
Com produção bem menor, mas entre os maiores produtores estão Estados Unidos,
Índia, Rússia e Brasil, somando cerca de 16%. Em 2013 a produção do Brasil foi de
aproximadamente 8,4 a 8,5 milhões de toneladas (SEABRA, 2014a)(USGS, 2014),
colocando-o na quinta posição no ranking mundial de produtores segundo a USGS
(United States Geological Survey) (USGS, 2014) (Tabela 2) (Gráfico 1).
Tabela 2 – Principais países produtores de cal (2013)
País
Produção estimada (1000
toneladas)
220.000
19.000
16.000
10.400
8.500
8.200
67.900
350.000
China
Estados Unidos
Índia
Rússia
Brasil
Japão (somente cal virgem)
Outros
Total
Porcentagem da produção
total
62,8%
5,9%
4,6%
2,9%
2,4%
2,3%
19,9%
100%
Fonte de referência: (USGS, 2014)
Gráfico 1 - Produção mundial de cal no ano 2013
Fonte de referências: (USGS, 2014)
1.3.
Etapas da cadeia de produção
De forma geral, a produção da cal virgem passa pelas seguintes etapas:
mineração do calcário, britagem, calcinação e moagem. Já a produção da cal
hidratada agrega as fases de separação ou moagem, hidratação e moagem
(conforme Figura 1 e Figura 2).
5
Figura 1 – Diagrama sintético das etapas de produção da cal
Fonte de referência: autores
A mineração do calcário consiste no desmonte da jazida de calcário e pode
ser feita por perfuração para implantação de explosivos ou com rompedor e
retroescavadeira em sistemas mais rudimentares de produção. Após o desmonte
ocorre o carregamento, feito com carregadeiras, e o transporte da matéria-prima até
o
britador,
feito
em
caminhões
(VOTORANTIM,
2007)(VOTORANTIM,
2014)(COÊLHO, 2013).
A britagem objetiva produzir partículas da rocha calcária com granulometria
adequada ao forno utilizado na calcinação. Está dividida em britagem primária e
secundária com diferentes capacidades de redução da rocha, que será classificada
segundo a faixa granulométrica por meio de peneiras que separam o material
destinado a calcinação, operação que exige bitola apropriada, das demais frações,
que podem seguir para outros mercados, eventualmente após processamento
adicional. O material britado é usualmente armazenado ao ar livre organizado em
pilhas tipo silo trincheira. O transporte até o local de calcinação é feito usualmente
por meio de correias transportadoras – o uso de outros transportes, como
caminhões, também ocorre. Os finos gerados não podem ser calcinados, mas
podem ser comercializados como agregado, ou moído como filler ou para a
produção de calcário agrícola (VOTORANTIM, 2014).
6
A calcinação visa descarbonatar (remover o CO2 combinado com os óxidos
de cálcio ou magnésio) o calcário para a produção de cal virgem. O processo ocorre
em fornos que operam em altas temperaturas (900 e 1200 ˚C (EIPPCB; IPTS,
2013)(SILVA, 2007). Os tipos de fornos, tecnologias e combustíveis empregados
variam consideravelmente, embora o processo químico seja o mesmo: calcário +
calor = cal virgem + dióxido de carbono. Após a descarbonatação, o produto é
transportado para local de armazenamento prévio à moagem. A cal virgem estocada
é direcionada à moagem por meio de correias transportadoras (VOTORANTIM,
2014).
A moagem é feita em moinhos e visa diminuir a granulometria da cal virgem a
tamanhos adequados à sua destinação final ou à hidratação. Após a moagem, o
produto é novamente estocado em silos ou transportado até o local de hidratação,
que pode ser feita no mesmo parque industrial ou em parques de terceiros.
Antes da hidratação podem ocorrer a moagem ou seleção do material
(SEABRA, 2014a), que visam a regularização e classificação granulométrica do
material. Ao final deste processo, o insumo é transportado para o local de
hidratação.
A hidratação da cal é feita em hidratadores1, com produção contínua ou por
batelada. Este processo, ao adicionar água, transforma os óxidos de cálcio (CaO) ou
magnésio (MgO) em hidróxidos de cálcio ou magnésio, substâncias adequadas para
vários mercados, mas principalmente para a construção civil. O processo é
expansivo e exotérmico, com uma liberação de energia de aproximadamente 1,14
MJ/kg de óxido de cálcio (QUALICAL, 2014)(EIPPCB; IPTS, 2013) e temperatura
ideal de hidratação de 74°C (SILVA, 2007). O processo de hidratação deve ser
controlado e respeitar o tempo mínimo para a cura do material, evitando assim
reações exotérmicas e expansivas ocorram na utilização do produto (VOTORANTIM,
2014).
A última etapa é acondicionamento para transporte, usando tecnologias
variáveis de acordo com o produto, o mercado e o cliente. Para a construção civil o
usual é o envio do material ensacado e paletizado.
1
Embora existam várias configurações de hidratadores, de modo geral, consistem em um tanque
cilíndrico com duas hélices rotativas que agitam vigorosamente a solução de cal e água (SILVA,
2007).
7
Figura 2 – Imagens ilustrativas do processo de produção da cal (Brasil) feito
por empresas de grande porte
1 - Jazida de calcário
Fonte de ilustração: (SEMGRH, 2012)
2 - Mineração (perfuração)
Fonte de ilustração: (VOTORANTIM, 2007)
2 – Mineração (detonação)
Fonte de ilustração: (VOTORANTIM, 2007)
2 – Mineração (carregamento e transporte)
Fonte de ilustração: (ZRCBV, 2012)
3 – Britagem
Fonte de ilustração: (VOTORANTIM, 2014)
4 – Calcinação fornos verticais
Fonte de ilustração: (CAL OESTE, 2014)
5 – Moagem em moinhos de bolas
Fonte de ilustração: (VOTORANTIM, 2007)
6 – Hidratação
Fonte de ilustração: (VOTORANTIM, 2014)
8
7 – Embalagem
Fonte de ilustração: (ZRCBV, 2012)
1.4.
8 – Expedição ao mercado
Fonte de ilustração: (ICAL, 2013)
Tecnologias de produção
A transformação da rocha calcária em cal virgem ou hidratada pode utilizar
tecnologias muito variadas segundo o grau de desenvolvimento local ou o porte do
fabricante.
São encontrados no setor desde pequenos produtores com processos
rudimentares como a extração com rompedor, diminuição do tamanho das pedras e
carregamento manual da rocha calcária, trituração e queima em fornos rústicos de
uma câmara construídos por tijolos, com alimentação manual e que empregam
madeira de fonte variável como combustível; até grandes produtores que operam em
escala internacional, utilizando tecnologia avançada, incluindo planejamento de
mineração em softwares 3D, fornos alta produtividade e eficiência térmica,
equipamentos de controle de emissões de partículas, blendas combustíveis para
atender mercados específicos e laboratórios para controle de qualidade de processo
e produto.
Os principais modelos de fornos para calcinação do calcário incluem: (1) forno
longo rotativo, (2) forno rotativo com pré-aquecidor, (3) forno de fluxo paralelo
regenerativo, (4) forno de eixo anular, (5) forno vertical de alimentação mista, (6)
outros fornos (EIPPCB; IPTS, 2013)(IFC; WBG, 2007)(USGS, 2013).
Os fornos longos rotativos são constituídos por um cilindro de comprimento
até 150 metros, diâmetro entre 2 e 4,5 metros e inclinação entre 1 e 4 graus em
relação à horizontal. O calcário é inserido pela extremidade mais alta enquanto a
combustão ocorre na extremidade inferior, próximo à saida do material. A cal é
conduzida a um resfriador à ar que é depois utilizado para na combustão. Algumas
vantagens são grande flexibilidade no uso de combustíveis e granulometria do
calcário e menor quantidade de CO2 residual. Entre as desvantagens estão o alto
consumo de energia, associado a perda de energia por radiação na área do cilindro
9
e pelo ar e, dependendo do combustivel e do calcário, emissão de enxofre (EULA,
2006a) apud (EIPPCB; IPTS, 2013).
Os fornos horizontais rotativos com pré-aquecedor são usualmente
menores que os fornos rotativos longos, com comprimento de até 90 metros. O uso
de calor diminui devido a menores perdas por radiação e convecção, e aumento da
recuperação do calor dos gases de exaustão. Além das vantagens encontradas no
modelo longo, esse exige menor uso de combustível devido às menores perdas de
calor, havendo como desvantagem uma parte a mais (pré-aquecedor) para
manutenção (EULA, 2006a) apud (EIPPCB; IPTS, 2013).
Os fornos verticais de fluxo paralelo regenerativo são constituídos por
dois cilindros verticais paralelos conectados por um canal de passagem (podem ser
circulares ou retangulares) (VERBOR, 2014). O combustível é injetado na parte
superior, desce até a zona de calcinação, onde encontra o fluxo secundário
ascendente injetado na parte inferior que sobe resfriando a cal virgem. Ao se
encontrarem são transferidos para o canal de passagem, e para o cilindro ao lado,
onde sobem, aquecendo o calcário.
A alimentação de calcário e a combustão
ocorrem de forma alternada entre cilindros, invertendo a direção do fluxo 2. Entre as
vantagens estão a redução do consumo de combustível e a possibilidade de
utilização de diferentes combustíveis, inclusive resíduos ou biomassa, e eficiência
energética. Entre as desvantagens estão o custo do refratário (EULA, 2006a) apud
(EIPPCB; IPTS, 2013).
O forno vertical de eixo anular é constituído de um cilíndrico externo que
contém um cilindro interno concêntrico. A parte inferior do cilindro central recebe os
gases que sobem preaquecidos pelos óxidos, e que são (já aquecidos) empregados
na combustão. Isto faz com que a fase final de calcinação possa ocorrer em
menores temperaturas. Entre as vantagens destaca-se baixo CO2 residual, boa
distribuição do calor, o que resulta em produto mais homogêneo, aceita boa
2
O processo de calcinação ocorre em duas etapas que duram de 8 a 15 minutos. Na primeira etapa,
a mistura ar-combustível é injetada no eixo 1 desde a parte superior; o calor gerado é parcialmente
utilizado na decomposição do calcário presente no eixo 1; o ar de resfriamento é transferido para
dentro dos eixos 1 e 2 desde suas bases; este, junto com os gases de combustão e do CO 2 da
calcinação são transferidos para o eixo 2 pelo canal de passagem que se mantem a temperatura em
torno de 1.050°C; no eixo 2 os gases provenientes do eixo 1 são utilizados para o pré-aquecimento
do eixo 2 (EIPPCB; IPTS, 2013).
10
variedade de combustíveis (gás, óleo ou combustível sólido), e economia de
combustível devido a reutilização dos gases de combustão. Entre as desvantagens
destaca-se a demanda de manutenção dos recuperadores de calor e câmaras
exteriores (EULA, 2006a) apud (EIPPCB; IPTS, 2013).
Os fornos verticais de cuba simples mais simples são constituídos por uma
câmara vertical de cerca de 30 metros de altura e diâmetro de 6 metros. A
alimentação do calcário ocorre pela parte superior passando pelos diversos estágios
até a saída da cal pela parte inferior. O forno vertical de alimentação mista insere o
calcário misturado com o coque siderúrgico com granulometria pouco inferior à da
rocha (fazendo com que o combustível desça pela câmara em conjunto com a
matéria-prima). Dentre as vantagens destaca-se o uso do ar de arrefecimento para
combustão e menor quantidade de ar excedente, menor necessidade de energia
elétrica para ventiladores e custo mais baixo. Entre as desvantagens está a
desuniforme distribuição do calor (EULA, 2006a) apud (EIPPCB; IPTS, 2013).
Outros fornos incluem forno vertical duplo inclinado, forno vertical multicâmara, forno rotativo com pré-aquecedor de grelha, forno rotativo de eixo préaquecedor, forno rotativo com pré-aquecedor de ciclone, forno de grelha móvel,
calcinação com suspensão à gás, forno de leito fluidizado (EIPPCB; IPTS, 2013)
(IEA, 2007). Há ainda, no âmbito dos fornos artesanais, o “forno de barranco” – uma
variedade de forno vertical de baixa sofisticação e que pode operar à lenha – como
será discutido no ver item 2.1.
A Tabela 3 resume de algumas características dos fornos industriais mais
comuns no setor de cal nos países desenvolvidos.
11
Combustível
Energia térmica (GJ/t)
Eletricidade (kWh/t)
Produção (t/dia)
Faixa granulométrica (mm)
Gás
Sólidos pulverizados
5,1 - 9,2
17 - 45
100 - 1.500
2 - 60
X
X
3,2 - 4,2
20 - 41
100 - 600
10 - 200
x
x
Líquidos pulverizados
X
x
Resíduos
X
x
Biomassa
X
x
Coque metalúrgico
Carvão
Eletricidade utilizada em outras partes do processo (kWh/t)
Hidratação, classificadores de ar e equipamentos de transporte
Moagem
Vertical de
coluna
simples
(FV-CS)
Eixo
Anular
(FV-EA)
Fluxo
paralelo
regenerativo
(FV-FPR)
Rotativos*
(FH-R)
Tabela 3 – Fornos de cal mais comuns em países industrializados
3,3 - 4,9
18 - 50
80 - 300
40 - 150
x
x
3,4 - 4,7
5 - 15
60 - 200
20 - 200
x
x
x
x
x
5 – 30
4 - 40
*Fornos rotativos longos com consumo de energia térmica entre 6,0 e 9,2 GJ/t e energia elétrica entre 18 e 25
kWh/t, e fornos rotativos com pré-aquecedor com consumo de energia térmica entre 5,1 e 7,8 e energia
elétrica entre 17 e 45 kWh/t.
Fonte de referência: (EULA, 2006a) apud (EIPPCB; IPTS, 2013), (EU, 2013), (IEA, 2007), (CIMPROGETTI,
2012)
2.
QUADRO NACIONAL
2.1.
Rotas tecnológicas no Brasil
Grandes variações na rota tecnológica de produção da cal podem ser
observadas na etapa de mineração e calcinação, onde os tipos de equipamentos e
fornos utilizados definem o desempenho, produtivo e ambiental, do processo de
produção.
No Brasil, o setor da cal é marcado pela presença tanto de grandes empresas
internacionais e nacionais, que operam de maneira formal utilizando tecnologia
similar a dos países desenvolvidos, quanto de pequenas empresas que produzem
cal em fornos artesanais intermitentes, alimentados por biomassa de procedência
variável, adotam processos com baixa eficiência e atuam com graus variados de
informalidade trabalhista, ambiental, fiscal e de qualidade de produto. Naturalmente,
é difícil estimar a quantidade de cal produzida sem licença ambiental mas fontes do
mercado estimam algo entre 15% e 20% da produção. Se incluída também a
informalidade fiscal, estimam-se taxas superiores.
12
A ABPC (Associação Brasileira de Produtores de Cal) classifica as empresas
em integradas, não integradas, transformadores e produtor cativo (ABPC, 2014a).
Produtores integrados e não integrados realizam toda a transformação industrial em
suas próprias instalações (fornos de calcinação, pulverizadores e, eventualmente,
hidratadores), distinguindo-se os primeiros dos segundos pelo controle da fonte de
matéria-prima (mina própria). Os transformadores realizam a moagem de cal virgem
e/ou produzem cal hidratada a partir de cal virgem adquirida de terceiros, utilizando
moinhos e hidratadores próprios3. Entre os produtores cativos, destacam-se usinas
siderúrgicas e as indústrias de celulose de grande porte que fabricam a cal para uso
próprio.
Além dessa classificação, pode-se propor outra, que combina critérios de
escala e atualização tecnológica: 1) empresas de grande porte que operam com
tecnologia moderna, 2) empresas de grande porte que operam em situação de
defasagem tecnológica, 3) empresas com certa escala – cerca de 100 mil toneladas
por ano – que operam com técnicas rudimentares, 4) pequenas empresas que
operam com técnicas rudimentares.
Com efeito, é possível identificar vários tipos de fornos usados no processo
de calcinação no Brasil (Figura 3). Os fornos mais comuns são o forno vertical de
cuba simples (conhecidos como Azbe), fornos de fluxo paralelo regenerativo
(conhecidos como Maerz), fornos rotativos e os fornos de alvenaria. Estes são
“produtos artesanais” de uma ou múltiplas câmaras4, bastante rudimentares. São
fornos construídos de alvenaria, quase sempre apoiados em encostas – o que
facilita a carga de calcário na sua parte superior, já que tanto a carga quanto a
descarga são manual ou semiautomática. O combustível é inserido pela parte
inferior do forno. De forma geral, estes fornos não têm zona de resfriamento nem
tampouco recirculam os gases aquecidos, sendo a eficiência energética baixa.
Os fornos de alvenaria e de fluxo paralelo regenerativo demarcam os
extremos de menor e maior eficiência energética, emissões de CO2 e de tecnologia
empregada.
3
Também é classificada como transformadora a empresa que produz cal hidratada recuperada a
partir do reprocessamento de subprodutos industriais.
4 Seria a tecnologia comumente utilizada no Paraná. Nestes fornos se emprega lenha ou derivados
de lenha.
13
Figura 3 – Imagens ilustrativas de tipos de fornos encontrados no país
Forno vertical de alvenaria
Fonte de ilustração: (PANORAMIO, 2014)
Forno rotativo
Fonte de ilustração: (JOHN, 2014)
Conjunto de fornos vertical simples tipo Azbe
Fontede ilustração: (LAPA VERMELHA, 2014)
Forno vertical de fluxo paralelo regenerativo
Fonte de ilustração: (VERBOR, 2014)
No Paraná, predominam fornos de alvenaria (semi-contínuos), em grande
parte com sopradores para a queima de serragem (Figura 4) proveniente da
indústria madeireira ou fornos movidos a cavaco de madeira. Em São Paulo, os
fornos predominantes são do tipo Azbe, movidos à madeira (gaseificada). Em Minas
Gerais, na região metropolitana de Belo Horizonte predominam fornos tipo Maerz e
fornos rotativos com queima de coque verde de petróleo (CVP)5 e em alguns casos,
menos comuns, gás natural. Na região centro-oeste desse mesmo estado, área em
que se situam as cidades de Arcos, Pains, Divinópolis e Itaú de Minas, encontram-se
dois cenários distintos: grandes empresas com fornos rotativos e/ou verticais que
Coque “verde” de petróleo é um combustível com elevado teor de carbono fixo composto por
hidrocarbonetos e baixos teores de compostos inorgânicos, com baixo teor de enxofre (PETROBRÁS,
2014).
5
14
empregam CVP e lenha como combustível, e pequenos e médios produtores que
usam fornos verticais muito antigos ou fornos semi-contínuos de alvenaria (“forno de
barranco”), com queima de óleo, lenha e resíduos ilegais (lixo industrial e pneus,
entre outros). Em outras regiões, os fornos de alvenaria (artesanais) e antigos fornos
verticais são comuns. Na produção cativa (fora do escopo deste estudo)
predominam os fornos verticais com queima de gases de processo siderúrgicos e
CVP (ABPC, 2014c).
Figura 4 – Sistema de injeção de serragem em forno de barranco típico do
Paraná
Fonte de referência: (APL,
2008)
Atualizações e adaptações tecnológicas são feitas com o intuito de melhorar o
desempenho dos fornos, mas o resultado, embora superior ao padrão de partida,
não será o mesmo que aquele conseguido com a troca de fornos menos eficientes
por outros de melhor desempenho. Um exemplo de modificação no sistema de
combustão são os maçaricos ou “sopradores” de serragem, instalados em fornos de
alvenaria, comumente encontrados no estado do Paraná (SEABRA, 2014a).
No âmbito da mineração, encontram-se empresas que utilizam equipamentos
como perfuratrizes e explosivos para o desmonte da jazida e carregadeiras e
caminhões de grande porte para a condução do material. Operam com licença
ambiental e fazem ensaios laboratoriais para garantir a qualidade da matéria-prima
(Figura 5). Por outro lado há produtores que empregam o rompedor para o
15
desmonte da jazida, fazem a diminuição do tamanho das pedras e carregamento
manualmente e utilizam caminhão convencional para o transporte do calcário, que é
analisado visualmente (Figura 6). Ambos os processos compõem o cenário da
produção da cal no Brasil.
Figura 5 – Imagens ilustrativas de mineração do calcário com emprego de
tecnologia mais avançada
Extração da cal por explosivos
Fonte de ilustração: (ICAL, 2013)
Carregamento e transporte da cal
Fonte de ilustração: (ICAL, 2013)
Figura 6 – Imagens ilustrativas de mineração do calcário com emprego de
tecnologia menos avançada
Extração da cal por
Fonte de ilustração: (COÊLHO, 2013)
Carregamento manual e transporte da cal
Fonte de ilustração: (COÊLHO, 2013)
No país a tecnologia mais recente em uso é o forno vertical de fluxo paralelo
regenerativo (FV-FPR). Não há, até o presente momento, identificação de outra
técnica mais recente ou inovadora que seja empregada no território nacional.
Segundo o Instituto Aço Brasil, a motivação para a implantação da tecnologia
FV-FPR veio de um projeto de expansão da CST (atual Arcelor Mittal Tubarão) que
culminou em um acordo com o Grupo Lhoist, responsável por construir dois fornos
para produção de 309 mil toneladas de cal por ano (IABR; CST, 2004).
Também no âmbito internacional, os fornos com sistema de fluxo paralelo
regenerativo são considerados os de melhor desempenho com relação às emissões
16
de CO2, devido ao menor consumo de combustível, possibilidade de uso de
biomassa (EIPPCB; IPTS, 2013)(CIMPROGETTI, 2012). Há outras iniciativas que
visam a diminuição ou troca de combustíveis no processo de calcinação, como é o
caso do calcinador solar (MEIER; GREMAUD; STEINFELD, 2005)(MEIER et al.,
2006) (reator químico solar para a calcinação de partículas de calcário (QUALICAL
et al., 2000)), que foi estudado e teve um protótipo construído, mas ainda não se tem
notícia de seu uso em escala industrial. Este projeto foi uma parceria entre um
instituto de pesquisa e uma empresa privada (QUALICAL et al., 2000).
O uso de biomassa (lenha) de florestas plantadas ou resíduos de madeira
plantada em substituição a outros combustíveis fósseis ou madeira nativa de fonte
ilegal colabora para a mitigação das emissões de carbono. A Votorantim, mesmo
com o uso de forno Azbe, emprega gás obtido de madeira plantada. Esta solução
não é inovadora, mas é uma estratégia viável que impacta nas emissões de CO2.
2.2.
Distribuição espacial da produção
As principais regiões produtoras de cal no Brasil são o Sudeste e o Sul, com
destaque para os estados de Minas Gerais (64% da produção total de cal para o
mercado aberto – não cativo), São Paulo e Paraná (10% cada). A produção de cal
virgem para o mercado aberto é liderada pelo estado de Minas Gerais (76%),
enquanto a de cal hidratada, por São Paulo (36%) (ABPC, 2014b) (Gráfico 2).
17
Gráfico 2 – Distribuição da produção da cal por estados ou regiões
Fonte de ilustração: (ABPC, 2014b)
Todas as cales
Cal Virgem
Cal hidratada
18
As empresas que se destacam no setor da cal no Brasil estão listadas no
Quadro 1.
Quadro 1 – Principais Empresas Produtoras de Cal no Brasil
Empresa
Mineração Belocal (Grupo L’hoist)
Ical Indústria de Calcinação
Mineração Lapa Vermelha
Votorantim Cimentos
Guapiara Mineração Industria e comercio
(Minercal)
Localização (sede e parque industrial)
Minas Gerais, São Paulo, Nordeste
Minas Gerias, Rio Grande do Norte
Minas Gerais
São Paulo, Minas Gerais e outros
São Paulo
Mineração Horical
Jungar
Cal Trevo
Frical
Cibracal
Quallical
Grupo Dagoberto Barcelos
Carbomil
São Paulo
São Paulo
Sergipe
Paraná
Paraná
São Paulo
Rio Grande do Sul
Ceará, Rio Grande do Norte
Fonte de referência: (DNPM, 2013)(ABPC, 2014a)
2.3.
Evolução da produção, do consumo e do comércio exterior
Segundo estimativa da ABPC, a produção total de cal em 2013 foi de 8.419
mil toneladas, sendo 884 mil toneladas (10,5%) destinadas ao mercado cativo e
7.535 mil toneladas (89,5%) ao mercado livre (ABPC, 2014c). A maior parte da
produção 6.403 mil toneladas6 (76%) é referente à cal virgem e 2.016 mil toneladas
(24%) à cal hidratada (ABPC, 2014c). A cal virgem destina-se preferencialmente às
atividades de siderurgia, mas também é utilizada na construção civil em algumas
regiões do país, particularmente o Paraná. A cal hidratada tem a construção como
mercado mais relevante, mas também é utilizada em processos industriais variados.
Em 2013, 71% da produção total de cal foi destinada a fins industriais e 29%
à construção civil. Considerando apenas o mercado livre, este valores foram de 66%
e 34%, respectivamente (ABPC, 2014c). A distribuição percentual estimada de
consumo da cal por uso é apresentada no Gráfico 3.
6
Sendo 5.519 mil toneladas para mercado livre e 884 mil toneladas para mercado cativo (ABPC,
2014c).
19
Gráfico 3 – Distribuição do consumo da cal segundo aplicações por
setor
Fonte de referência: (ABPC, 2014b)
Segundo a ABPC e a USGS, a produção brasileira de cal (virgem e
hidratada)7 em 2013 aumentou 1,3% em relação ao ano anterior (USGS, 2014). Este
crescimento ocorreu no período de 2005 a 2013, exceto em 2009, com uma taxa
média geométrica de variação do período de 2,4% a.a. (Tabela 4) (Gráfico 4).
O IBGE apresenta números maiores para a produção de cal virgem e
hidratada em 2012, ano em que a produção teria atingido 9 milhões de toneladas
(Tabela 4). Somando-se a cal para a indústria cimenteira, a dolomita calcinada ou
sinterizada e os aglomerados de dolomita, a produção alcançaria 9,3 milhões de
toneladas (IBGE, [s.d.]). Em 2005 o IBGE registra uma produção inferior a estimada
7
Considerado somente cal virgem e hidratada, códigos da CNAE empregados no SIDRA (Sistema de
Recuperação Automática) do IBGE: 2392.2030 e 2392.2010 respectivamente.
20
pela ABPC, o que implicaria em crescimento médio anual da produção total de cal
de 9,2% a.a. e ainda maior (12,6% a.a.) especificamente para a cal hidratada. De
acordo com os dados do IBGE, a produção de 2012 em relação ao ano anterior teria
aumentado mais de 21%, muito acima da variação observada nos quantitativos da
ABPC, que foi de 0,9% (IBGE, [s.d.]).
Os dados da ABPC mostram uma tendência de pouco crescimento na
produção de cal hidratada (para construção civil) (mediana de 0,5% a.a. desde o ano
2000), que tende a ser suprida pelo aumento da produção de cal virgem (para
diversos fins industriais) com crescimento mediano de 3,1% a.a. desde o ano 2000
(Gráfico 4).
Tabela 4 – Quantidade de cal produzida e vendida no Brasil (mil toneladas)
de acordo com diferentes fontes.
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Ref.
Quantidade de cal produzida
CH+CV
-
-
-
7.425
6.600
7.761
8.235
8.300
8.500 (USGS,
CV
3.685
4.201
3.808
3.942
3.842
4.149
5.544
6.277
-
CH
1.192
1.441
1.558
2.073
2.141
2.360
1.882
2.739
-
CH+CV
4.877
5.642
5.367
6.016
5.983
6.510
7.427
9.016
-
CV
3.581
3.990
4.144
4.171
3.657
4.677
5.243
5.346
5.519
CH
1.885
1.905
2.003
2.016
2.068
2.089
2.029
2.005
2.016
CH+CV
5.466
5.895
6.147
6.187
5.725
6.766
7.272
7.351
7.535
2014)
(IBGE,
2012)
(IBGE,
2012)
(IBGE,
2012)
(ABPC,
2014c)
(ABPC,
2014c)
(ABPC,
2014c)
Quantidade de cal vendida
CV
3.169
3.694
3.643
3.860
2.805
3.776
4.928
5.016
-
CH
1.183
1.571
1.491
2.025
2.003
2.222
1.841
2.560
-
CH+CV
4.352
5.265
5.134
5.885
4.809
5.998
6.769
7.577
Legenda: CH – cal hidratada, CV – cal virgem
(IBGE,
2012)
(IBGE,
2012)
(IBGE,
2012)
21
Gráfico 4 – Evolução da produção da cal virgem (CV) e cal hidratada (CH) no
Brasil
Os valores de produção publicados pelo IBGE foram desconsiderados para
composição dos cenários de avaliação das possibilidades de mitigação de CO 2, pois
apresentaram taxa de crescimento médio anual muito acima daquelas consideradas
razoáveis pelos profissionais consultados. A causa mais provável dessa taxa de
variação tão elevada são as mudanças na base de informantes do IBGE sobre a cal
hidratada, que introduzem vieses no dado proveniente dessa fonte (Gráfico 5).
Gráfico 5 – Variação da produção versus número de empresas informantes
sobre a produção, dado do IBGE
Cal virgem
Cal hidratada
Fonte de referencia: (IBGE, 2012)
22
Segundo os valores do IBGE e ABPC
(IBGE, 2012)(ABPC, 2014c), as
vendas de cal virgem e hidratada seguiram as variações da produção com índice de
correlação (r2) entre 0,92 e 0,95. Entre 2005 e 2012, as vendas da cal virgem
ficaram em média entre 11% e 33% abaixo do total produzido, o que pode ser
explicado pela importância do chamado mercado cativo.
A alta correlação entre produção e o consumo de cal é explicada pelo fato de
o comércio exterior de cal no Brasil ser inexpressivo. A importação brasileira de
beneficiados de calcário em 2012 foi de 15,7 mil toneladas (DNPM, 2013),
equivalentes a menos de 0,2% da produção nacional8 no mesmo ano. Segundo o
DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral), os principais países de
procedência destes produtos foram Uruguai (76,8%) e Argentina (16,7%) (DNPM,
2013).
Uruguai (45%), Argentina (25%) e Paraguai (30%) também foram os
principais
importadores
de
semimanufaturados
de
rochas
calcárias
(predominantemente cal virgem e hidratada), somando o montante de 4 mil
toneladas (referente a 0,05% da produção nacional9) (DNPM, 2013). Desta forma,
observa-se que as atividades de comércio exterior do setor têm importância irrisória
quando comparadas ao mercado interno.
3.
IMPACTOS AMBIENTAIS SETORIAIS
3.1.
Impactos locais e globais (resíduos sólidos, líquidos e
gasosos) e subprodutos
Entre os principais impactos ambientais relacionados à produção da cal estão
as emissões de dióxido de carbono (gás de efeito estufa), de outros gases, alto
consumo de energia, produção de resíduos, mudança na paisagem devido à
mineração, ruído e poeira – incluindo o lime kiln dust (pó de forno de cal) (EIPPCB;
IPTS, 2013). A seguir descrevem-se de maneira geral os impactos ambientais do
setor da cal. Cabe advertir que os itens sobre energia e emissões de CO2 deste item
8
Considerado, para o ano de 2012, o valor de 9.301.861 toneladas referentes à produção total de cal
segundo o IBGE (IBGE, 2012) que considera aglomerados de dolomita, dolomita calcinada ou
sinterizada, cal (hidráulica) para indústria de cimento, cal hidratada e cal virgem.
9 Considerado, para o ano de 2012, o valor de 9.301.861 toneladas referentes a produção total de cal
segundo o IBGE (IBGE, 2012) que considera aglomerados de dolomita, dolomita calcinada ou
sinterizada, cal (hidráulica) para indústria de cimento, cal hidratada e cal virgem.
23
objetivam apenas apresentar a problemática e não definir valores a serem
empregados nas projeções de emissões de CO2 deste estudo. Os valores estimados
e empregados são apresentados no item IV.
3.1.1. Resíduos e subprodutos
Segundo EIPPCB (2013), a produção da cal gera resíduos (ou subprodutos)
com granulometrias e níveis de descarbonatação não apropriados ao mercado.
Uma fonte destes resíduos é a partida ou desligamento dos fornos para
manutenção. O desempoeiramento dos gases de combustão gera lime kiln dust
(EIPPCB; IPTS, 2013). Na Europa estes subprodutos são equivalentes entre 1% e
5% da produção total de cal (EIPPCB; IPTS, 2013).
De outra parte, há os resíduos provenientes deficiências na calcinação.
Temperaturas acima das ideais durante o processo de calcinação formam uma
camada superficial de composto de cálcio sinterizado de alta dureza, baixa
porosidade, pouco solúvel em água e que, portanto, não irá hidratar no tempo
desejado. Por outro lado, temperaturas abaixo das ideais ou tempo de residência
abaixo do necessário para o tamanho da partícula não são capazes de completar a
descarbonatação, resultando em um núcleo de calcário (QUALICAL, 2014). A cal
hidratada CHIII comercializada no Brasil viabiliza a utilização de cal com até 34% de
cru.
Uma fonte importante de geração de resíduos são as etapas de mineração e
beneficiamento. Estes envolvem minério com composição inadequada para a
produção de cal por excesso de contaminantes como sílica, argila, e os finos de
britagem, que não podem ser submetidos a calcinação. Estes finos, constituídos de
calcário, são beneficiados e destinados a outros mercados, como calcário agrícola,
filler ou agregados para construção civil.
Conforme EIPPCB (2013) resíduos de cal com altos teores de sílica, argila ou
partículas com granulometria inferior à viável à calcinação podem ser empregados
em cobertura de solos contaminados, matéria-prima para a indústria do cimento ou,
após moagem, correção do solo para agricultura (EIPPCB; IPTS, 2013).
24
3.1.2. Outros impactos
Entre os demais impactos ambientais existentes pode-se citar: 1) emissão de
poeira ; 2) geração de ruídos e vibração em todas as etapas da produção; 3)
consumo de água; 4) odores; 5) mudança da paisagem; 6) emissão de gases,
inclusive o NOX (EIPPCB; IPTS, 2013).
A produção de cal emite além do dióxido de carbono outros gases como óxido
de nitrogênio, resultante da reação de alta temperatura entre o nitrogênio e o
oxigênio no ar de combustão ou da reação dos compostos nitrogenados presentes
no combustível com o oxigênio do ar de combustão. As emissões de dióxido de
enxofre (SO2) (entre 0 e 10 kg/tcal) e monóxido de carbono (CO) (entre 0,3 e 12,5
kg/tcal) dependem do tipo de forno e combustível utilizados. Os compostos orgânicos
voláteis (COV) são resultantes da queima incompleta de combustíveis, relacionamse com as emissões de CO e costumam ser baixas. Ainda há a emissão de cloreto
de hidrogênio (HCl) (entre 6x10-5 e 1,3 kg/tcal) (EULA, 2006b)(TWA; CLM, 2007)
apud (EIPPCB; IPTS, 2013), fluoreto de hidrogênio (HF), compostos orgânicos,
metais pesados10, dibenzo-p-dioxinas e dibenzofuranos (PCDD / F) e sulfeto de
hidrogênio (H2S) (EIPPCB; IPTS, 2013).
Os gases são resultantes e variam
segundo o tipo de forno, condições de funcionamento, tipos de combustíveis,
características da matéria-prima e técnica de redução de emissões empregadas
(EIPPCB; IPTS, 2013).
Os ruídos e vibrações são inerentes à atividade de manufatura da cal devido
ao uso de maquinário pesado, atividades de extração, moagem, peneiramento, uso
de exaustores e vibradores, o próprio carregamento do forno, armazenagem e envio
do produto (EIPPCB; IPTS, 2013). O consumo de água dependerá das atividades
dentro de cada etapa de produção e do controle na hidratação da cal. Os odores são
consequências dos gases efluentes da queima de alguns combustíveis ou do uso de
resíduos como fonte energética, tanto em sua manipulação quanto em sua
estocagem (EIPPCB; IPTS, 2013). As mudanças na paisagem ocorrem de devido às
atividades de mineração.
10
Arsênio, mercúrio, cobalto, zinco, cobre, cádmio, magnésio, telúrio, tálio, vanádio, crômio,
antimônio, selênio, cobalto, chumbo (EIPPCB; IPTS, 2013).
25
A poeira gerada tanto no processo de britagem, transporte, no forno e após a
hidratação é um sério problema ambiental que requer filtros nos fornos, estratégias
de abatimento de poeira na área de britagem e transporte. Este é certamente o item
mais claramente percebido pelas comunidades próximas.
3.2.
Fontes de insumos por tipo de forno e etapas do processo
Como visto anteriormente, os fornos de calcinação mais usados no Brasil são:
forno de alvenaria (de uma ou múltiplas câmaras), forno rotativo horizontal, forno
vertical (tipo Azbe), forno vertical de fluxo paralelo regenerativo (tipo Maerz). Cada
forno consome um ou vários tipos de combustíveis e o desempenho depende do tipo
de forno e das condições de funcionamento.
Segundo Silva (2009), os combustíveis mais utilizados pelo setor da cal eram
coque de petróleo (30%), gás natural (20%), lenha (20%), óleo combustível (20%) e
carvão (10%) (SILVA, 2009). No entanto, uma estimativa feita pela ABPC em 2014
mostra que a distribuição energética da produção do setor é 43% de lenha, 41% de
coque de petróleo, 12% de gás natural e industrial e 2% de óleo combustível e 2%
de moinha (Gráfico 6) (ABPC, 2014c)(ABPC, 2014b).
Gráfico 6 – Distribuição das fontes energéticas da produção de cal combustíveis utilizados em fornos de calcinação
Fonte de referência: (ABPC, 2014b)
Os fornos tipo Azbe localizados no estado de São Paulo (SP), responsáveis
por aproximadamente 10% da produção total de cal no Brasil, em grande parte
empregam lenha proveniente de plantações, que não são muito distantes dos locais
de produção. Em São Paulo encontram-se fornos adaptados para o uso de madeira
26
gaseificada. No estado do Paraná, responsável por 10% da produção de total de cal,
emprega-se majoritariamente o forno de alvenaria. Estima-se que 90% da produção
deste estado utilize madeira neutra em carbono (ver conceito no Box 2), ou seja,
resíduos das indústrias madeireiras. Injetores de serragem são adaptações
encontradas nos fornos de alvenaria nesse estado. Por outra parte, estima-se que
em Minas Gerais cerca de 60% da madeira utilizada seja fonte de carbono (ver
conceito no Box 2), enquanto que no Nordeste este percentual seria de 42%.
Estima-se que entre 8% e 13% da madeira na matriz energética seja fonte de
carbono.
Além dos combustíveis utilizados nos fornos, é necessário somar aos
insumos energéticos os combustíveis dos veículos de transporte e equipamentos
(britador, perfuratriz, carregadeira, etc.) e a energia elétrica usada nos demais
equipamentos empregados no setor.
Dados da União Europeia mostram que a energia térmica consumida na
calcinação representa entre 80% e 95% do consumo total de energia para a
produção de cal. Esta varia entre 3,2 e 9,2 GJ/t segundo o tipo de forno, podendo
chegar a 13GJ/t (em casos específicos) (EIPPCB; IPTS, 2013). A calcinação
também consome energia elétrica, entre 5 e 40 kWh/t de cal virgem; a hidratação,
classificadores de ar e equipamentos de transporte, entre 5 e 30 kWh/t; e a energia
para moagem, entre 4 e 40kWh/t (EIPPCB; IPTS, 2013). A energia elétrica gasta
nesta etapas equivale entre 0,05 a 0,4 G J/t, o que é pequeno no montante total de
energia gasta para produção de cal. Na Tabela 3 são apresentadas as variações de
consumo energético segundo referências internacionais e rota tecnológica.
3.2.1. Energia consumida
Como já se comentou, o processo de fabricação da cal é intensivo em energia
na etapa de calcinação, que ocorre em fornos a temperaturas entre 900°C e 1200˚C
(EIPPCB; IPTS, 2013).
A decomposição do calcário puro ocorre em torno de 900ºC e a energia
necessária é de cerca de 3,1GJ/t. O dolomito (CaMg.(CO3)2) requer menos energia,
em torno de 2,6 GJ/t, inclusive porque a decomposição do carbonato de magnésio
ocorre a temperaturas mais baixas.
27
No Brasil, a quantidade de energia incorporada no processo de produção de
cal11 pode variar entre 2 e 4,4 GJ por tonelada de cal hidratada (PUNHAGUI, 2014).
Esta é bastante influenciada pela aceitação na norma de cal de construção que
admite até 34% de calcário cru. O consumo de energia difere consideravelmente
segundo o tipo de forno. Segundo Silva (2009), um “forno de barranco” consome
cerca de 280 kg de óleo combustível por tonelada de cal virgem, enquanto que um
forno tipo Maerz despende 89 kg do mesmo combustível para cumprir a mesma
função. Se confirmados estes valores, a energia incorporada variaria12 entre 3 GJ/t e
11 GJ/t.
Nota-se que a melhoria de desempenho dos fornos tem considerável
importância na diminuição da energia consumida pelo setor e também nas emissões
de CO2, que podem ser mitigadas adicionalmente pela substituição de combustíveis
fósseis por renováveis ou resíduos.
3.3.
Emissões de dióxido de carbono
Um impacto importante do processo produtivo em âmbito global é a alta
emissão de dióxido de carbono (CO2) que ocorre principalmente na etapa de
calcinação devida à descarbonatação do calcário e à queima de combustíveis para
geração de energia (calor). Parte importante das emissões de CO2 são inerentes ao
processo de transformação (descarbonatação) e sua proporção em relação à
quantidade de produto final (cal virgem) pode ser estimada por meio do cálculo
estequiométrico, conforme exemplificado abaixo e estimado no tópico 4.1:
Calcário cálcico: CaCO3 + calor = CaO + CO2
Calcário dolomítico: CaCO3.MgCO3 + calor = CaO + MgO + 2CO2
Com base nos dados do IPCC (1997) (IPCC, 1997) e do Segundo Inventário
Brasileiro de Emissões e Remoções Antrópicas de Gases de Efeito Estufa (MCT,
2010a), a produção de uma tonelada de cal virgem cálcica emite 785 kg de CO 2 e de
cal virgem dolomítica, 913 kg de CO2.
A quantidade de CO2 emitida por tonelada de cal também depende (i) da
temperatura no processo de calcinação e tempo de residência do produto no forno,
11
Desde a mineração até a porta da indústria.
Conversão segundo valores energéticos por tipo de combustível feita com base em parâmetros
adotados pelo Balanço Energético Nacional (2013) (MME, 2013a).
12
28
que pode fazer variar a fração de calcário decomposto, (ii) do teor de calcário
residual, (iii) do teor de óxidos não hidratados; (iv) do conteúdo e natureza das
impurezas existentes na matéria-prima; e (v) granulometria da matéra-prima.
As emissões de CO2 também variam em função do tipo de matéria-prima e de
cal que é produzida, pois algumas cales hidratadas para a construção civil podem
conter mais de 30% de calcário moído, reduzindo tanto o consumo de energia (e as
emissões associadas) quanto as emissões por descarbonatação. Além das
emissões
pela
descarbonatação
do
calcário
deve-se
considerar
aquelas
provenientes da queima de combustíveis no processo de manufatura. O tipo de
combustível e quantidade consumida, que depende da tecnologia empregada,
interfere nas emissões de CO2.
Um forno vertical metálico de tanques múltiplos e fluxos paralelos (tipo
Maerz), por exemplo, pode consumir até três vezes menos energia 13 que um forno
“de barranco” descontínuo para a produção de cal virgem. Neste exemplo, usando a
mesma fonte energética (óleo combustível), o primeiro forno emitiria cerca de 262
kgCO2/t de cal virgem, enquanto o segundo, 823 kgCO2/t14 pela queima de
combustível.
Em muitos empregos da cal, como argamassas de revestimento e
estabilização de solos, o CO2 de processo (da descarbonatação do calcário) é
reabsorvido progressivamente. É provável que uma parte significativa seja
reabsorvida em curto espaço de tempo.
4.
BALANÇO DE CARBONO E INVENTÁRIO DE EMISSÕES
DE GEE
O inventário enfoca as emissões de dióxido de carbono, principal gás de
efeito estufa emitido pelo setor de cal. Neste item são descritos os métodos de
estimação de CO2 e os valores adotados para a composição de cenários para o ano
de 2020 (ver tópico 6).
13
Valores estimados segundo o consumo de combustíveis nos fornos declarado por (SILVA, 2009) e
fatores de emissão segundo o (MME, 2013a).
14 Valores estimados segundo o consumo de combustíveis nos fornos declarado por (SILVA, 2009) e
fatores de emissão segundo o (MME, 2013a).
29
A estimação das emissões de CO2 considera o carbono liberado por duas
fontes: a) descarbonatação do calcário, e b) a queima de combustíveis no
processo de produção da cal. A energia elétrica utilizada nas plantas de manufatura
é desconsiderada nos cenários por ser de menor impacto.
4.1.
Emissões de CO2 provenientes da descarbonatação do
calcário
As emissões de CO2 provenientes da descarbonatação foram estimadas por
meio de cálculo estequiométrico que considerou os diferentes tipos de cales e as
normas brasileiras NBR 6.453 – Cal virgem para construção civil e NBR 7.175 – Cal
hidratada para argamassas, que definem teores de óxidos não hidratados, óxidos
totais e anidrido carbônico (CO2), água combinada, assim como mostrado nas
Tabela 5 e Tabela 6.
Tabela 5 – Exigências químicas para cal virgem definidas pela NBR 6.453
Tipo de cal
CV-E
CV-C
CV-P
CO2
(na fábrica)
≤ 6%
≤ 12%
≤ 12%
Água combinada (na
fábrica)
≤ 3%
≤ 3,5%
≤ 3%
Óxidos totais
≤ 90%
≤ 88%
≤ 88%
Fonte: (ABNT, 2003a)
Tabela 6 – Exigências químicas para cal hidratada definidas pela NBR 7.175
Tipo de cal
CH-I
CH-II
CH-III
CO2
(na fábrica)
≤ 5%
≤ 5%
≤ 13%
Óxido não hidratado
Óxidos totais
≤ 10%
≤ 15%
≤ 15%
≥ 90%
≥ 88%
≥ 88%
Fonte: (ABNT, 2003b)
Baseando-se na relação estequiométrica, nos limites máximos de calcário cru
(estabelecidos a partir dos limites de CO2), nas impurezas (insolúveis, como a sílica
e outros) e na presença de óxidos não hidratados (Tabela 5 e Tabela 6), e admitindo
que todo o calcário cru é constituído de CaCO3 ou dolomito Ca.Mg.2CO3 que CO2
residual e combinado como carbonato de cálcio, e a fração não hidratada será
preferencialmente MgO, as emissões resultantes para a cal virgem variariam entre
464 e 868 kgCO2/t de cal (Tabela 7), e da cal hidratada entre 419 e 694 kgCO2/t de
cal (Tabela 8).
30
Tabela 7 - Emissões de CO2 da cal virgem (kgCO2/t produto)
Máximo
786
670
670
868
789
789
CV-E
CV-C
CV-P
CV-E
CV-C
CV-P
Calcítica
Dolomítica
Mínimo
584
464
468
688
560
564
Tabela 8 - Emissões de CO2 da cal hidratada (kgCO2/t produto)
Calcítica (pura)
Dolomítica
Máximo
614
527
448
694
643
547
CH-I
CH-II
CH-III
CH-I
CH-II
CH-III
Mínimo
500
499
419
664
574
429
Embora se verifique na Tabela 8 que as emissões da cal hidratada CH-III por
tonelada de produto sejam menores que as demais, ao se analisar as emissões por
toneladas de hidróxidos (parte reativa da cal) os resultados são o oposto (Tabela 9).
Desta forma, a simples troca entre CH-I ou CH-II por CH-III não deve ser tomada
como estratégia de mitigação. Isto porque quanto menos reativa uma cal maior
quantidade de produto para uma mesma função, o que pode variar negativamente
no saldo final das emissões de CO2 (provenientes da descarbonatação) 15. Por outro
lado, quanto menor a energia térmica no processo, maior a quantidade de filler
calcário residual na cal.
Tabela 9 - Emissões de CO2 da cal hidratada (kgCO2/t hidróxido)
Calcítica (pura)
Dolomítica
Foram
Máximo
705
778
807
771
898
1007
CH-I
CH-II
CH-III
CH-I
CH-II
CH-III
consideradas
somente
as
cales
Mínimo
595
595
595
664
782
672
cálcicas
e
dolomíticas
por
representarem os extremos de composição presentes no mercado brasileiro. A
15O
aumento do CO2 provoca aumento da massa unitária da cal. Quando dosada em volume, como é
usual em argamassa, o teor de cal hidratada adicionado cresce significativamente, mais que
compensando a redução do teor de hidróxido.
31
primeira abrange entre 80% e 85% do mercado e a segunda, 15% a 20% (SEABRA,
2014b).
4.2.
Emissões de CO2 provenientes da queima de combustíveis
As emissões de CO2 provenientes da queima de combustíveis foram
estimadas considerando diversas fontes de informação16 como: dados primários
obtidos em entrevistas com a representante de organização setorial e de empresas
fabricantes e/ou que comercializam fornos para calcinação, informações sobre
processo produtivo de importante empresa17 produtora de cal no Brasil; e dados
secundários resultantes de pesquisa em trabalhos científicos sobre a produção da
cal no Brasil, relatórios setoriais e governamentais, portfolios técnicos de fornos para
calcinação da cal, informações em sites oficiais das empresas fabricantes de fornos
para calcinação de cal.
Foram levantadas informações diretas sobre as emissões de CO 2 para a
produção de cal virgem e hidratada e energia gasta na calcinação do calcário, e
indiretas sobre os tipos de cal, tipo e quantidade de combustível utilizado, tipos de
fornos e matriz energética. Sobre os dados indiretos foram aplicados fatores de
conversão de energia e emissão de CO2 segundo a Tabela 10. Os valores
apresentados na Tabela 10 são resultantes da tomada direta ou da média dos
fatores encontrados nas referências apresentadas.
Tabela 10 – Fatores de conversão de energia e emissão de CO2
Combustível
Energia
Emissão
Ud
MJ/ud
kgCO2/ud
Alcatrão
1t
35800
-
(MME, 2013b)
Álcool Etílico Hidratado
1L
21,34
1,47
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
(CETESB, [s.d.])(CETESB,
2010)(GHG PROTOCOL;
FGV, 2012)
Biomassa (lenha)
1kg
12,98
1,46
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013)
Biomassa (lenha comercial)
1m3
5062,20
567,45
(MME, 2013b)
1m3
2141,70
240,08
(MME, 2013b)
(FRANCESCATO; ANTONINI;
Biomassa (resíduo
16
madeira)1
Referências
(ABPC, 2014c), (ABPC, 2014b), (SEABRA, 2014b), (SEABRA, 2014a), (SEABRA, 2012),
(CIMPROGETTI, 2014), (COSTA, 2012), (TAVARES, 2006), (MCT, 2006b), (SILVA, 2009), (MCT,
2010b), (BAJAY, 2010), (APL, 2008), (CIMPROGETTI; SARANDREA, 2013), (HONGKE, 2014),
(MAERZ, 2014), (THYSSENKRUPP, 2014).
17 Sua produção aproximada em 2013 foi de 416 mil toneladas.
32
BERGOMI, 2008).
madeira)1
1m3
5853,98
656,21
(MME, 2013b)
(FRANCESCATO; ANTONINI;
BERGOMI, 2008).
Biomassa (resíduo madeira em
estoque, teor de umidade de
35%)2
1kg
11,50
1,29
(MME, 2013b)(EGGLESTON;
IPCC,
2006)(FRANCESCATO;
ANTONINI; BERGOMI, 2008)
Biomassa (resíduo madeira verde,
teor de umidade de 60%)3
1kg
6,07
0,68
(MME, 2013b)
(EGGLESTON; IPCC,
2006)(FRANCESCATO;
ANTONINI; BERGOMI, 2008)
(BRAND; MUÑIZ, 2010)
Carvão vapor 3100
1kg
12,35
1,17
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Carvão vapor 4200
1kg
16,75
1,58
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Carvão vapor 6000
1kg
23,86
2,26
(MME, 2013b)
Carvão vegetal
1kg
28,3
3,02
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013)
Coque de carvão mineral
1kg
28,89
2,65
(MME, 2013b)(CETESB,
[s.d.])(IPCC, 2011)(GHG
PROTOCOL; FGV, 2012)
Coque de petróleo
1kg
35,13
3,30
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Energia elétrica
1Kwh
3,6
0,04
(MCT, 2011)(EMPRESA DE
PESQUISA ENERGÉTICA;
MINISTÉRIO DE MINAS E
ENERGIA, 2012)
Gás de coqueria
1t
38700
1718,28
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Gás natural seco
1m3
36,846
2,07
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Gás natural úmido
1m3
41,59
2,33
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Gasolina
1L
32,22
2,11
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b) (MCT,
2006a)(ÁLVARES.JR; LINKE,
2001) (CETESB, 2010)(IPCC,
2011)(GHG PROTOCOL;
FGV, 2012)
Gás liquefeito de petróleo
1L
25,56
1,61
(MME, 2013b)(ANP,
2010)(CETESB, [s.d.])(GHG
PROTOCOL; FGV,
2012)(IPCC, 2011)
Gás liquefeito de petróleo
1t
46,5
2,93
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b) (ANP,
2010)(CETESB, [s.d.])(GHG
PROTOCOL; FGV,
2012)(IPCC, 2011)
Lixívia (licor negro)
1kg
11,97
1,13
(MME, 2013b)(GHG
PROTOCOL; FGV,
2012)(CETESB, [s.d.])
Óleo combustível BPF
1kg
40,175
3,03
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Óleo diesel
1L
35,52
2,68
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b) (MCT,
2006a)(CETESB, 2010)(GHG
PROTOCOL; FGV, 2012)
Biomassa (resíduo
33
Querosene iluminante
1t
43,5
3,13
(GHG PROTOCOL; FGV,
2013) (MME, 2013b)
Pellet madeira - nacional
1kg
18
0,00
(CARASCHI; PINHEIRO;
VENTORIM, 2012)(GARCIA,
2010)(COUTO et al., [s.d.])
Pellet madeira - nacional
1m3
11538
0,00
(CARASCHI; PINHEIRO;
VENTORIM, 2012)(GARCIA,
2010)(COUTO et al., [s.d.])
Moinha de carvão vegetal
1kg
19,43
0,00
(MELO et al., 2005)
Para a madeira a conversão de carbono incorporado para emissão de CO2 foi estimada por meio
do fator de multiplicação de 3,67.
1
Varia segundo o tipo de resíduo (cavaco, madeira picada, entre outros). Proporção utilizada: 1 m 3
de madeira ≈ 1,4 m3 de troncos ≈ 2 m 3 de madeira picada ≈ 2,5 m3 de cavaco de madeira fina ≈ 3
m3 de cavaco de madeira médio (FRANCESCATO; ANTONINI; BERGOMI, 2008).
² Teor de umidade máximo/crítico para a queima de biomassa verde (BRAND; MUÑIZ, 2010).
³ Teor de umidade médio considerado para biomassa estocada (BRAND; MUÑIZ, 2010).
Os valores resultantes do levantamento de dados referenciais sobre o
processo de calcinação encontram-se na Tabela 11.
Tabela 11 – Energia e emissão de CO2 segundo tipos de cal e fornos resultante de levantamento de referências nacionais e empresas
Dados de Empresas
Dados de referências
Emissão
Energia
Emissão
Energia
kgCO2/t
MJ/t
kgCO2/t
MJ/t
Mín. Máx. Mín. Máx. Mín. Máx. Mín.
Máx.
Descarbonatação (somente valores referentes ao cálculo estequiométrico)
Cal virgem (geral)
750
913
Cal virgem (calcítica)
750
800
Cal virgem (dolomítica)
860
913
Calcinação (somente valores referentes à queima de combustíveis nos fornos)
Fornos em geral
188
565 3.350 8.374 269 1.475 3.350 13.162
Forno vertical de alvenaria (FV-A)
479
479 5.234 5.234 666 1.475 8.606 13.162
Forno vertical de fluxo paralelo
188
337 3.350 4.245 269
269 3.576
3.576
regenerativo (FV-FPR)
Forno vertical de eixo anular* (FV-EA)
213
385 3.800 4.100
Forno vertical de cuba simples (FV-CS)
5.580 5.860 399
624 5.303
5.568
Forno horizontal rotativo (FH-R)
564
565 4.606 8.374
* Não identificados no Brasil para produção destinada ao mercado aberto.
Como pode ser visto na Tabela 11 os fornos de fluxo paralelo regenerativo
(FV-FPR) são os que gastam menos energia para a calcinação da cal, enquanto que
os fornos de alvenaria (ou artesanais) (FV-A) são os que mais consomem energia.
Os fornos horizontais rotativos variam seu desempenho segundo a perda de energia
pela área superficial – função do comprimento – e da presença ou não de préaquecedor – que além de reaproveitar os gases quentes podem reduzir o
comprimento do forno e consequentemente a perda pela superfície. A diferença
34
entre um forno horizontal rotativo (FH-R) com e sem pré-aquecedor pode variar a
energia gasta por tonelada de cal virgem de 7.327 a 4.606 MJ, respectivamente
(THYSSENKRUPP, 2014). Os fornos de cuba simples (tipo Azbe) encontram-se com
desempenho mediano em relação ao consumo energético.
Os combustíveis utilizados nos fornos podem variar muito segundo o modelo
empregado, aceitando sólidos, gasosos e líquidos; como o FV-FPR, por exemplo, no
qual pode-se utilizar coque de petróleo, óleo, gás liquefeito de petróleo, entre outros
(MAERZ, 2014). Os fornos de cuba simples e rotativos também apresentam
possibilidade de emprego de diferentes combustíveis, enquanto que nos fornos de
alvenaria usa-se primordialmente madeira, seja em forma de lenha ou resíduos
diversos da indústria madeireira (restos florestais ou de serrarias).
Segundo dados da ABPC (ABPC, 2014b), no Brasil, o emprego típico de
combustíveis por tipo de forno segue da seguinte maneira:
 FV-FPR emprega primordialmente coque de petróleo e moinha de
carvão vegetal
 FV-CS emprega primordialmente madeira (lenha e resíduos), em
particular gaseificada
 FH-R emprega primordialmente coque de petróleo e moinha de carvão
vegetal
 FV-A emprega primordialmente madeira (lenha e resíduos).
Estas, no entanto, são regras gerais. Foi relatado o uso de gás natural para
processos de partida de fornos, bem como de outras fontes de biomassa. Existem
registros de queima de resíduos industriais perigosos em fornos verticais de
alvenarias gerando impactos ambientais importantes.
Já as emissões originadas do consumo de combustíveis em outras atividades
como transporte, e eletricidade, são consideradas pequenas. Segundo Bajay
(BAJAY, 2010), o consumo específico de energia elétrica é de 15 kWh/t (cerca de 54
MJ/t)18, que equivale a 0,66 kgCO2/t cal virgem. Estimativas próprias sobre dados
primários mostram que no processo de mineração são gastos cerca de 0,31 litros de
diesel por tonelada de calcário (CaCO3) extraído (equivalente a 0,56L/t de cal virgem
18
Valor abaixo de outras referências que explicita faixa de variação de consumo energético.
35
(CaO) produzida), o que resulta em uma emissão de 0,84 kgCO2/t calcário (ou 1,50
kgCO2/t cal virgem)19. Esses valores são pequenos no montante final de emissões
de CO2 da cal.
Desta forma, entendendo que as emissões de CO2 pela descarbonatação do
calcário são inerentes ao processo de produção da cal, e constantes em relação à
matéria-prima, as variações nas emissões do setor ficam condicionadas à mudança
no desempenho dos fornos e no tipo de combustível empregado, elementos que
serão estudados na composição dos cenários para uma economia de baixo carbono.
4.3.
Resumo dos valores adotados para a composição de
cenários
Na Tabela 12 resumem-se os valores de energia e emissão de CO2
considerados para o setor da cal.
Tabela 12 – Valores considerados para a composição dos cenários
Emissão
Energia
kgCO2/t
MJ/t
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Descarbonatação (somente valores referentes ao cálculo estequiométrico*)
Cal virgem (geral)
464
868
Cal virgem (calcítica)
464
786
Cal virgem (dolomítica)
560
868
Cal hidratada (geral)
419
694
Cal hidratada (calcítica)
419
614
Cal hidratada (dolomítica)
429
694
Calcinação (somente valores referentes à queima de combustíveis nos fornos)
Forno em geral
188
1.475
3.350
13.162
Forno artesanal ou de alvenaria (FV-A)
479
1.475
5.234
13.162
Fornos vertical fluxo paralelo regenerativo (FV-FPR)
188
337
3.350
4.245
Forno vertical de cuba simples (FV-CS)
399
624
5.303
5.860
Forno horizontal rotativo (FH-R)
564
565
4.606
8.374
*Cálculos consideraram variações definidas nas normas 7.175 e 6.453 (ver item 4.1)
5.
MUDANÇAS CLIMÁTICAS E MUDANÇA TECNOLÓGICA
Neste item, são apresentados alguns conceitos e tecnologias cujo potencial
de mitigação tem sido apresentado em publicações internacionais, particularmente
19
Conversão entre calcário (CaCO3) e cal virgem (CaO) por relação estequiométrica, onde uma
tonelada de cal virgem equivale a 1,79 toneladas de calcário.
36
no BAT - Best Available Techniques da Comunidade Europeia, relatórios setoriais, e
documentos de agências ambientais, como o IPCC - Intergovernmental Panel on
Climate Change e outros (EIPPCB; IPTS, 2013), além de publicações cientificas
diversas.
Os dados coletados foram objeto de uma análise qualitativa preliminar que
procurou analisar a pertinência e viabilidade de certas propostas para a realidade
brasileira. A partir disto, serão discutidos quais fatores e tecnologias são viáveis para
o setor de cal no Brasil a curto e médio prazos e, portanto, devem ser o foco deste
estudo em seu prosseguimento. A seguir, apresenta-se o resultado resumido desse
levantamento.
5.1.
Novas rotas tecnológicas
5.1.1. Calcinador solar
O calcinador solar diz respeito a um reator solar para efetuar a reação
endotérmica
da
calcinação de
partículas
de
calcário
(QUALICAL
et
al.,
2000)(MEIER; GREMAUD; STEINFELD, 2005)(MEIER et al., 2006). Projeto piloto
executado, mas não se tem notícia de seu emprego em escala industrial.
Comentário: não pertinente para o momento.
5.2.
Redução das emissões de CO2
5.2.1. Mudança na matriz energética
As emissões de CO2 pelo uso de combustíveis podem ser diminuídas pelo
emprego de combustível com menor teor de carbono, pelo menor uso dos mesmos
ou pela troca de combustível fóssil por combustíveis renováveis ou resíduos.
A viabilidade do uso de resíduos como combustível em fornos de calcinação
depende das propriedades físicas dos combustíveis que podem afetar a qualidade
da cal. Segundo EIPPCB (2013) as propriedades físicas dos combustíveis derivados
dos resíduos devem ser precisamente definidas. Entre as características estão
estado físico, reatividade, poder calorífico e composição química. Para que tenham
melhor desempenho, são desejáveis baixo teor de enxofre, cloro, metais e cinzas, e
poder calorífico acima dos 18 MJ/kg (EIPPCB; IPTS, 2013). O uso dos resíduos
pode ser feito em fornos rotativos, verticais anulares, de fluxo paralelo regenerativo
ou outros fornos verticais (EIPPCB; IPTS, 2013).
37
O uso de biomassa diminui o consumo de combustíveis fósseis. Entre as
alternativas de biomassa incluem-se resíduos de madeira (galhos, cavacos,
maravalhas, pó de serra ou serragem), casca de arroz, bagaço de cana, casca de
coco, sabugo de milho, entre outros (CARPIO et al., 2013). Cabe encontrar aqueles
com maior poder calorifico e que se adequem ao tipo de forno. Os pellets de
madeira20 podem ser uma opção, já que são originários de resíduos de madeira de
outros processos e contêm poder calorifico superior entre 17 e 22 MJ/kg (LIPPEL,
2014b)(ELBRA, 2014)(BORIM, 2007)(GARCIA; CARASCHI; VENTORIM, 2012).
Deve-se verificar o custo-benefício do uso de resíduos por tipo, avaliando a
capacidade de fornecimento local e a eficiência energética.
Comentário: pertinente (prioritário).
5.2.2. Captura e sequestro de dióxido de carbono
A indústria poderia captar CO2 usando as técnicas de: a) tratamento póscombustão, onde os gases efluentes passam por um equipamento que separa o
dióxido de carbono num reservatório e o restante dos gases é eliminado na
atmosfera, ou a separação do CO2 pode ocorrer por meio de um adsorvente
químico; b) combustão com oxigênio puro (oxi-combustão) evitando a formação de
gases contaminantes como NOx gerando principalmente H2O e CO2; c) e précombustão, que se refere à reação de um combustível com oxigênio, ou ar ou vapor
para resultar num “gás síntese (syngas)” ou “gás combustível” composto por
monóxido de carbono e hidrogênio. Isto ocorre num reator catalítico onde o CO
reage com vapor produzindo dióxido de carbono e hidrogênio. Em seguida, o CO2 é
separado por processo de absorção física ou química, resultando num combustível
rico em hidrogênio que pode ser usado em muitas aplicações (EIPPCB; IPTS, 2013).
Comentário: interesse remoto devido ao alto custo e inexistência de
tecnologia consolidada.
O dióxido de carbono capturado poderia ser usado na produção de carbonato
de cálcio precipitado que pode ser resultante da adição de CO2 na leite da cal
20
Pellet de madeira é um biocombustível produzido com resíduos de madeira (serragem, maravalha,
casca, resíduos de podas ou de construção). O processo produtivo consiste em reduzir a
granulometria da matéria-prima, secá-la e comprimi-la em alta pressão até que atinja sua forma final.
Entre 6 e 8m3 de serragem produzem cerca de 1m 3 de pellet. (LIPPEL, 2014a)(WPAC, 2014)
(CARASCHI; PINHEIRO; VENTORIM, 2012)(GARCIA, 2010)(COUTO et al., [s.d.])
38
(Ca(OH)2)
(CARVALHO;
ALMEIDA,
1997)
(WEN;
XIANG;
JIN,
2003)apud(OLIVEIRA; MARTINS, 2009).
Comentário: pertinente (mercado reduzido).
5.3.
Aumento da eficiência energética
5.3.1. Uso de fornos eficientes ou modernização de fornos
Segundo EIPPCB (2013), os fornos mais eficientes seriam os verticais ou de
fluxo paralelo regenerativo (tipo Maerz) (EIPPCB; IPTS, 2013).
Comentário: pertinente (prioritário).
A modernização de fornos existentes poderia melhorar a eficiência energética
do processo. Entre as alternativas estão: a) instalação de permutadores de calor
para fornos rotativos longos com o objetivo de recuperar o calor excedente dos
gases de combustão ou permitir a utilização de uma gama mais ampla de
combustíveis; b) uso do calor excedente dos fornos rotativos para secar a cal
proveniente de outros processos, como a moagem; c) conversão de um forno de
eixo simples para o desenho da haste anelar ou ligação de um par de fornos
verticais para criar um forno de fluxo paralelo regenerativo; d) em casos
excepcionais, pode ser econômico encurtar fornos longos rotativos e acoplar um préaquecedor para reduzir o consumo de combustível; e) para a diminuição do
consumo de energia elétrica, pode-se fazer uso de equipamentos com melhor
eficiência energética (EIPPCB; IPTS, 2013).
De modo geral, a otimização da granulometria do calcário, assim como a
manutenção e a melhoria do controle do processo podem ajudar a diminuir o
consumo de energia (EIPPCB; IPTS, 2013). Como o custo de implantação de novos
fornos é alto, as adaptações em fornos existentes que visam seu melhoramento
energético são comuns, mas não resultam em equipamentos com o mesmo
desempenho de fornos novos (BAHAY; SANT’ANA, 2010).
Comentário: pertinente.
5.3.2. Uso de moinhos eficientes
Durante o processo de moagem pode haver economia de energia elétrica
com o uso de equipamentos mais eficientes particularmente moinhos (EIPPCB;
IPTS, 2013). Porém, a energia elétrica consumida na produção da cal é pequena
39
quando comparada à energia proveniente da queima dos combustíveis. As emissões
de CO2 resultantes do baixo consumo de energia elétrica são menores no montante
total de emissões de dióxido de carbono.
Comentário: pertinente.
5.3.3. Controle do processo – automação
O controle do processo mais rígido pode melhorar a eficiência energética
(EIPPCB; IPTS, 2013). A oferta de calor ideal, por exemplo, é um dos fatores que
melhoram o produto e diminuem o consumo de combustíveis.
Comentário: pertinente.
5.3.4. Lavagem do calcário
Segundo EIPPCB (2013), a lavagem do calcário aumenta o espaço livre entre
as pedras, melhorando a circulação de ar. Isto diminui a quantidade de ar necessária
para combustão e afeta positivamente na redução de energia elétrica (EIPPCB;
IPTS, 2013). Acredita-se que a redução do consumo de energia elétrica na produção
da cal não exerceria importante impacto nas emissões de CO2.
Por outro lado, a umidade resultante da lavagem do calcário pode afetar
negativamente o processo de calcinação bem como interferir na qualidade da cal
(EIPPCB; IPTS, 2013)(SEABRA, 2014a). Menos de 10% dos produtores de cal da
União Europeia aplicam este processo (EIPPCB; IPTS, 2013).
Comentário: não pertinente.
5.4.
Redução dos resíduos
5.4.1. Diminuição de perdas
Segundo EIPPCB (2013), (EIPPCB; IPTS, 2013) a redução dos resíduos pode
ser implementada atingida através da: a) reutilização do material perdido durante
transporte, carregamento e descarregamento, manipulação e processamento de
matérias-primas; b) reutilização do material coletado nos filtros de tecido, nas
plantas de peneiramento, moagem e hidratação ou carregamento; c) diminuição da
periodicidade de desligamento de fornos para manutenção, que dependerá do tipo
de forno. Note-se que resíduos provenientes do sistema de limpeza dos gases de
combustão podem ser usados somente em certas circunstâncias devido à sua
40
composição química. Por outro lado, o gesso resultante da limpeza dos gases de
combustão pode ser utilizado pela indústria de cimento (EIPPCB; IPTS, 2013).
Comentário: pertinente.
5.4.2. Melhoramento do rendimento da matéria-prima
Para melhorar o rendimento do calcário no processo, o EIPPCB (2013)
recomenda otimizar a mineração (perfuração e detonação) e as técnicas de
processamento da cal. O processamento pode ser feito com a ampliação da gama
de tamanhos dos grãos do calcário (EIPPCB; IPTS, 2013).
Comentário: pertinente, mas de baixo impacto em CO2.
5.5.
Redução da emissão de poeira
A diminuição das emissões de poeira pode ser feita por meio de:
encapsulamento de operações que geram poeira; transportadores e elevadores
cobertos; silos de armazenamento com filtros; sistemas de transporte pneumático;
manuseio de materiais dentro de sistemas fechados sob pressão negativa e
despoeiramento do ar com aspiração por um filtro de tecido; redução da fuga de ar e
pontos de derrame; utilização de dispositivos automáticos e sistemas de controle;
manutenção adequada e completa da instalação; utilização de tubos flexíveis de
enchimento para carga do caminhão; estoque de material em local fechado; uso de
sprays de água em locais secos; sistemas a vácuo; remoção de pó segundo o tipo
de forno esteja baseado em filtração, separação de eletrostático e na lavagem
úmida; filtros (EIPPCB; IPTS, 2013); promoção do plantio e manutenção de árvores
ao redor das áreas de produção; manutenção de boas condições de operação dos
equipamentos de controle de poluição do ar para evitar a emissão de material
particulado para a atmosfera; altura das chaminés adequadas à promoção da boa
dispersão dos poluentes; construção dos dutos de saídas de gases dos sistemas de
controle de forma a permitir a realização de testes (SILVA, 2009); pavimentação
(EIPPCB; IPTS, 2013) (SILVA, 2009).
Comentário: pertinente.
41
Tabela 13 - Resumo da avaliação prévia das estratégias para diminuição de
impactos na produção de cal
ASSUNTO
Tecnologia
Calcinador solar
Redução das emissões do CO2
Mudança de combustíveis
Captura de CO2
Aumento da eficiência energética
Uso de fornos eficientes ou modernização de fornos
Uso de moinhos eficientes
Controle do processo – automação
Sistema de recuperação de vapor
Lavagem do calcário
Redução de resíduos
Diminuição de perdas
Melhoramento de rendimento da matéria-prima
Redução da emissão de poeira
Fonte de referências: autores
6.
COMENTÁRIO
Não pertinente
Pertinente (prioritário)
Interesse remoto
Pertinente (prioritário)
Pertinente
Pertinente
Pertinente
Não pertinente
Pertinente
Pertinente
Pertinente
PROJEÇÕES DAS EMISSÕES SETORIAIS DE CO2 NO
BRASIL ATÉ 2020
Como visto no item 4 as principais emissões de CO2 na produção da cal
provêm de duas fontes: a) da descarbonatação da pedra calcária, b) da queima de
combustíveis no processo de calcinação. As emissões de dióxido de carbono pela
descarbonatação do calcário são inerentes ao processo. Sua variação depende das
características físico-químicas do material, considerado um fator não manejável para
a diminuição das emissões de carbono. Por outra parte, conforme resumido na
Tabela 13, estratégias para a mitigação das emissões de CO2 do setor da cal devem
basear-se, em um primeiro momento, na mudança de combustíveis e tecnologia
empregada na calcinação.
Os panoramas para a redução das emissões de CO2 até o ano 2020
baseiam-se na mudança destes fatores sobre um cenário base, que representa o
panorama atual do setor da cal com relação à energia consumida e emissões de
CO2 no processo de calcinação da cal. Para a análise dos impactos nas emissões
de dióxido de carbono resultantes da mudança na matriz energética e dos tipos de
fornos foram compostos 4 cenários:
42
 Cenário 1 – Cenário Base. Apresenta o business as usual do setor da cal
com relação à energia consumida e emissões de CO 2 no processo de
calcinação.
 Cenário 2 – Mudança de combustíveis. Avalia os impactos nas emissões
de CO2 pela mudança de combustíveis no processo de calcinação.
 Cenário 3 – Mudança de tecnologia. Avalia os impactos nas emissões de
CO2 e energia pela mudança nos tipos de fornos.
 Cenário 4 – Mudança de combustíveis e tecnologia. Avalia conjuntamente
as variações na energia e emissões de CO2 no setor da cal pela
modificação dos combustíveis e tecnologia no processo de calcinação.
Os valores de produção seguem inalterados entre todos os cenários, sendo
considerados fatores variantes apenas os tipos de fornos e a matriz energética.
Foram consideradas somente as emissões diretas da queima dos combustíveis.
Para agregar variações técnicas existentes no setor e apreender o potencial de cada
uma das soluções dos diferentes cenários, foi estimada uma faixa de valores
limítrofes apresentada em mínimos e máximos.
6.1.
Metodologia empregada para a criação dos cenários
A composição dos cenários considerou os fatores de energia e emissão de
CO2 dos combustíveis definidos na Tabela 10. A quantidade de cal produzida foi
determinada segundo valores pronunciados pela ABPC, partindo do ano 2013,
quando a produção total de cal no mercado livre foi de 7.535 mil toneladas (5.519 mil
toneladas de cal virgem e 2.016 mil toneladas de cal hidratada).
A evolução futura da produção do setor (em massa) foi estimada em função
das taxas de crescimento da produção até 2020. Foram consideradas taxas
variantes de crescimento anual segundo estimativa descrita no Box 1 e valores
adotados apresentados na Tabela 15.
Box 1 – Método empregado para a projeção de demanda setorial
Especificação do modelo
A escolha da especificação para as projeções parte de definição de uma equação de demanda
para o agregado do setor de produção de cal ( ), considerando que esta é função dos preços reais
do setor (
), ou seja, os preços setoriais ( ) deflacionados pelos preços da economia ( ) e
também função da renda ( ).
(1)
43
Da log-linearização desta equação obtém-se a especificação empírica em (2).
(2)
A estimação dos parâmetros deste modelo não permite a identificação da elasticidade da demanda
com relação aos preços, uma vez que há simultaneidade entre oferta e demanda, induzindo a
endogeneidade dos preços. Ainda assim, considerando a renda uma variável predeterminada
(
), é possível obter uma estimativa consistente da elasticidade da demanda com
relação à renda.
Dados
A base de dados trimestral para o período de 2002T1 a 2014T2 utiliza os seguintes dados
conforme as variáveis a seguir:
: consumo aparente do setor cal, equivalente à produção pois o comércio exterior do setor não é
relevante. Assim, foi utilizado o índice de produção física disponível a partir de jan/2002 (CNAE
23.9 aparelhamento de pedras e fabricação de outros produtos de minerais não-metálicos, fonte:
PIM / IBGE). Para os resultados em termos do volume de produção foram utilizados os dados de
produção (ton) de 2012 (fonte: anuário SGM / MME).
: Índice de preços construído com base nos preços mensais da cal hidratada para argamassa
(fonte: SINAPI – IBGE / Caixa Econômica Federal).
: IPCA (fonte: IPEADATA / IBGE).
: PIB - Índice do valor adicionado a preços básicos dessazonalizado (fonte: BCB).
Metodologia e estimativas do modelo linear
Como pode ser observado no gráfico, as séries apresentam comportamento não estacionário
quando individualmente analisadas. Ainda que a quantidade produzida apresente uma volatilidade,
a movimentação conjunta sugere uma trajetória de equilíbrio de longo prazo, ilustrativa da
cointegração entre as variáveis.
Assim, a estimativa da elasticidade da demanda com relação ao PIB, pode ser obtida por MQO, e
pelo método MQO Plenamente Modificados (Fully Modified Ordinary Least Squares - FMOLS),
adequado para a relação de cointegração, já que incorpora correções para a endogeneidade das
variáveis.
Método
MQO
FMOLS
Estimativas dos coef icientes e p-valor
cte
lnp
lnP
lnPIB
1.079
-0.250
-0.403
1.423
0.169
0.106
0.075
0.000
R2 ajustado = 0.359
1.843
-0.292
-0.108
0.998
0.076
0.150
0.711
0.045
R2 ajustado = 0.334
A metodologia dos modelos de Vetores Autoregressivos (VAR) permite a modelagem da trajetória
conjunta das variáveis e projeção da demanda a partir do período corrente. Conforme a discussão
de cointegração os modelos de Vetores Correção de Erros (Vector Error Correction – VEC) foram
testados, porém, o modelo VAR em primeiras diferenças, embora omitindo as correções aos
desvios da relação de longo prazo, apresentou melhores resultados em obter a tendência de longo
prazo, sendo assim utilizado.
Projeções da demanda
As projeções foram realizadas conforme o cenário para o crescimento do PIB doméstico
divulgados pela OCDE:
O gráfico abaixo apresenta as projeções da demanda setorial a partir das metodologias utilizadas
(elasticidade PIB por FMOLS).
44
Em síntese, utilizando a sensibilidade da demanda com relação ao PIB estimada por FMOLS
(0.99), a partir da produção do ano de 2012 de 8313 (1000ton), projeta-se o seguinte cenário para
o consumo aparente anual de cal em 1000 toneladas.
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
8265
8443
8638
8886
9135
9377
9613
Obs.: Os dados de consumo anual aparente acima foram utilizados somente para definir as
taxas de crescimento anual empregadas nos cenários e apresentadas na Tabela 15.
Cenário 1 – Cenário base
O cenário 1 apresenta o panorama business as usual do setor da cal com
relação à produção, energia e emissões de CO2. Os valores de produção partiram
de informações da ABPC do ano 2013 (Tabela 4), e consideraram a proporção entre
cales virgens e hidratadas e cales calcíticas e dolomíticas, segundo informação da
ABPC (SEABRA, 2014b), apresentadas na Tabela 14. As projeções de crescimento
da produção resultaram da aplicação das taxas de crescimento anual estimadas
(Tabela 15) sobre a produção do ano 2013. Os valores de produção resultantes são
apresentados na Tabela 15.
Tabela 14 – Distribuição da produção de cal entre calcítica e dolomítica
Cal virgem
72,7%
80-85%
15-20%
Geral (média)
Calcítica
Dolomítica
Cal hidratada
27,3%
20-30%
70-80%
Referência: (SEABRA, 2014b)
Tabela 15 – Estimativa de produção de cal até ano 2020
2013
Taxa de crescimento (%) (adotada)
Produção total de cal
Produção cal virgem (CV)
Produção CV calcítica
Produção CV dolomítica
Produção cal hidratada (CH)
Produção CH calcítica
Produção CH cal dolomítica
7.535
5.519
4.553
966
2.016
504
1.512
2014
2,13%
7.696
5.637
4.650
986
2.059
515
1.544
2015
2,15%
7.861
5.758
4.750
1.008
2.103
526
1.578
2016
2,31%
8.043
5.891
4.860
1.031
2.152
538
1.614
2017
2,87%
8.274
6.060
5.000
1.061
2.214
553
1.660
2018
2,80%
8.506
6.230
5.140
1.090
2.276
569
1.707
2019
2,65%
8.731
6.395
5.276
1.119
2.336
584
1.752
2020
2,52%
8.951
6.556
5.409
1.147
2.395
599
1.796
45
Embora não entrem na discussão dos cenários, as emissões de CO 2 pela
descarbonatação do calcário foram estimadas para melhor conhecimento da
situação atual. Estas consideraram a quantidade produzida por tipo de cal (Tabela
15), as emissões de CO2 por tipo de cal (Tabela 7 e Tabela 8), e as taxas de
crescimento (Tabela 15).
Para calcular a energia e emissões de CO2 pela queima de combustíveis no
processo de calcinação da cal no Cenário 1, foi necessário estimar a quantidade de
cal produzida por tipo de forno, baseado em informações da ABPC. O valor médio
de distribuição foi aplicado sobre a produção total, resultando na quantidade
estimada de cal produzida por tipo de forno (Tabela 16).
Tabela 16 – Produção de cal por tipo de forno
Tipos de fornos
FV-A
FV-CS
FV-FPR
FH-R
FV-A + FV-CS
FV-FPR + FH-R
Total
Porcentagem da produção (%)
Variante 1
Variante 2
Média
18%
16%
17%
28%
25%
27%
42%
46%
44%
12%
13%
12%
46%
41%
43%
54%
59%
57%
100%
100%
100%
Combustível
predominante
Produção em 2013
(toneladas)
MA
MA
C, M, G*, O*
C, M, G*, O*
MA
C, M, G*, O*
-
1.254.795
2.009.380
3.332.411
938.414
3.264.175
4.270.825
7.535.000
Legenda:
FV-A: forno vertical de alvenaria, FV-CS: forno vertical de cuba simples (tipo Azbe), FV-FPR: forno vertical de
fluxo paralelo regenerativo (tipo Maerz), FH-R: forno horizontal rotativo.
MA – madeira, C – coque de petróleo, M – moinha, G – gás natural seco, O – óleo combustível
* o gás natural e óleo combustível em menor quantidade assim como observado na matriz energética.
Desta forma, a energia gasta para a produção de cal resultou da aplicação
dos fatores de consumo energético de cada forno (Tabela 12) sobre a massa total
produzida. As emissões de CO2 pelo processo de calcinação (queima nos fornos)
foram calculadas a partir do gasto energético, com o qual se estimou a quantidade
de combustível, sobre o qual se aplicou o fator de emissão de CO2 do combustível.
O combustível por tipo de forno considerou a simplificação apresentada na Tabela
16, e os valores de energia e emissão de CO2 por tipo de combustível consideraram
aqueles apresentados na Tabela 10. Os valores mínimos e máximos resultaram da
variação de consumo energético por tipo de forno.
Cenário 2 - Mudança de combustíveis
O cenário 2 objetiva avaliar os efeitos nas emissões de CO2 pela mudança de
combustíveis na matriz energética. Os valores de consumo energético por tipo de
46
forno ficam inalterados para que os efeitos da modificação de um único parâmetro
pudessem ser melhores observados e discutidos.
A variação dos combustíveis baseia-se em: a) diminuição do percentual de
madeira fonte de carbono, proveniente de mata nativa (de produção não
sustentável), por madeira neutra em carbono, proveniente de plantações ou resíduos
processados (pellets) e não processados (restos da extração ou processamento da
madeira21) da indústria madeireira - o conceito de madeira fonte ou neutra em
carbono se explica no Box 2; b) mudança integral de coque de petróleo para gás
natural seco; c) aumento da moinha ou outro combustível residual proveniente de
processos industriais22 que são neutros em carbono, em detrimento ao coque de
petróleo.
Box 2 – Conceito de fonte de carbono e carbono neutro relacionados à madeira
O conceito de carbono neutro presume que a mesma quantidade de carbono absorvido na
fotossíntese, incorporada na árvore, será emitida ao final do ciclo de vida, quando a madeira é
queimada ou degradada liberando o carbono armazenado de volta à atmosfera. Neste ciclo, o
saldo de carbono seria praticamente zero, ou seja, sem efeito emissivo líquido na atmosfera
(LUYSSAERT et al., 2008)(JOHN A., 2008)(PUNHAGUI, 2014).
No caso da madeira plantada, o conceito de carbono neutro pode ser empregado, uma vez que
esta absorve durante seu crescimento o carbono que que será emitido à atmosfera ao final de seu
ciclo de vida.
Isto é bem diferente do que ocorre com madeiras provenientes de fontes não sustentáveis de
produção. Ao retirar-se a madeira da floresta nativa de maneira convencional, considerável
quantidade de biomassa é destruída convertendo-se em resíduos que por processos de queima ou
degradação emitem carbono, revertendo o processo de fotossíntese. Sem a recomposição da
biomassa destruída, como é usual em extrações convencionais, o carbono estocado na floresta
nativa diminui, aumentando o saldo de CO2 na atmosfera. Desta maneira, a madeira nativa
extraída de forma não sustentável pode ser considerada fonte de carbono, devendo ser
contabilizadas as emissões de sua queima ou degradação (PUNHAGUI, 2014).
Cada uma dessas variações é analisada separadamente para evitar
interferências no Cenário 2. Os melhores resultados em termos de emissões de CO 2
ou os mais factíveis de serem implantadas foram levados ao Cenário 4, que verifica
mudanças conjuntas entre combustíveis e tecnologia dos fornos.
Cenário 3 - Mudança de tecnologia
O cenário 3 objetiva avaliar os efeitos nas emissões de CO 2 e energia pela
mudança entre os tipos de fornos. Para que a mudança entre fornos pudesse ser
avaliada sem interferências, mantém-se constante o atual percentual estimado de de
uso de madeira fonte de carbono (nativa de fonte não sustentável) e os fatores de
21
22
Galhos, cascas, maravalha, serragem, pó de serra, micro pó, etc.
Casca de café, casca de arroz, bagaço de cana, etc.
47
consumo de energia por tipo de forno (Tabela 12). Mudanças na matriz energética
são automáticas uma vez que se varia o tipo de forno. Ao considerar que os FV-A e
FV-CS utilizam madeira e os FV-FPR e FH-R utilizam coque, moinha, gás natural e
óleo, ao diminuir a produção do forno de alvenaria, naturalmente se diminui o uso de
madeira na matriz energética. Exceto essa variação automática, outras alterações
não foram feitas, ou seja, cada forno mantém os combustíveis inicialmente a ele
vinculados (Tabela 16).
A variação nos tipos de fornos baseia-se em: a) mudar todos os fornos
verticais de cubas simples (FV-CS) de São Paulo para fornos verticais de fluxo
paralelo regenerativo (FV-FPR); b) mudar todos os fornos verticais de alvenaria (FVA) para fornos verticais de cuba simples, e todos os verticais de cuba simples para
verticais de fluxo paralelo regenerativo.
Definiu-se a situação “a” por imaginar que esta seria possível, uma vez que se
acredita que as empresas que utilizam FV-CS no estado de São Paulo possam
absorver uma nova tecnologia devido a seu porte. A situação “b” foi definida como
um cenário de incremento tecnológico a partir da tecnologia previamente utilizada.
Não se considerou a mudança de fornos rotativos, pois na distribuição da
produção por tipo de forno são os que têm o menor percentual (12%). Além disto, a
cal produzida no FH-R pode apresentar características diferentes daquela produzida
no FV-FPR em relação à reatividade.
Figura 7 – Imagem ilustrativa de pedras de cal virgem produzidas por FH-R e
FV-FPR
Fonte de referência: (JOHN, 2014)
48
Cenário 4 - Mudança de combustíveis e tecnologia
O cenário 4 objetiva avaliar os efeitos nas emissões de CO2 e energia pela
mudança conjunta entre os combustíveis e tipos de fornos. Analisa as melhores
mudanças efetuadas, estimando as possibilidades de mitigação de CO2 até 2020.
O cenário 4 é composto por três propostas: a) de curto prazo, onde se diminui
o uso da madeira fonte de carbono para 3% a 8%23 da matriz energética e se
aumenta o uso de moinha (ou outro combustível neutro em carbono) para 14%24 da
matriz energética; b) de médio prazo, onde se diminui o uso da madeira fonte de
carbono para 0% da matriz energética e aumenta-se o uso de moinha para 23%25 da
matriz energética; c) de longo prazo, onde se diminui o uso da madeira fonte de
carbono para 0% da matriz energética, aumenta-se o uso de moinha, ou outro
combustíveis neutro em carbono, para 30%26 da matriz energética e convertem-se
os FV-A para FV-CS e os FV-CS para FV-FPR.
6.2.
Resultados dos cenários
Cenário 1 – Cenário base
A iniciar no ano 2013, onde a produção de cal foi de 7.535 mil toneladas, temse que as emissões pela descarbonatação do calcário foram entre 3.514 e 5.775
GgCO2. Se o mesmo padrão de distribuição da produção fosse mantido até 2020, as
emissões por descarbonatação seriam entre 4.174 e 6.860 GgCO2 (Tabela 17).
Esses valores, se divididos pelo total de cal produzida (sem distinção por tipo de
cal), resultam em emissões entre 466 e 766 kgCO2/t; valores estes dentro da faixa
de emissões definida. Estes resultados são apenas para referência, uma vez que
não são manejáveis devido à natureza do processo.
As emissões de carbono pela queima de combustíveis nos fornos (processo
de calcinação) foi, em 2013, de 1.533 a 2.464 Gg de CO2. A energia gasta foi entre
32.708 a 50.295 TJ. Se a distribuição da produção por tipo de fornos e a matriz
23
Valores referentes a redução de cinco pontos percentuais da madeira fonte de carbono na matriz
energética.
24 Valor referente a 30% do percentual de coque de petróleo na matriz energética atual, sem
mudança de fornos.
25 Valor referente a 50% do percentual de coque de petróleo na matriz energética atual, sem
mudança de fornos.
26 Valor referente a 50% do percentual de coque de petróleo na matriz energética resultante da nova
distribuição dos fornos.
49
energética fossem mantidas, no ano de 2020, estima-se que a energia gasta para
produzir cerca de 8.950 mil toneladas de cal seria entre 38.853 e 59.745 TJ e as
emissões de CO2 entre 1.821 e 2.927 Gg (Tabela 17). Somando as emissões de
CO2 da descarbonatação e calcinação tem-se entre 5.047 e 8.239 GgCO2 pela
produção de cal no ano de 2013; e, se mantidas as mesmas condicionantes, esses
valores seriam entre 5.995 e 9.787 GgCO2 no ano 2020 (Tabela 17). As emissões da
descarbonatação são equivalentes a 70% das emissões totais do setor (Gráfico 7).
Tabela 17 – Resultados do Cenário 1
Produção
Ud
2013
2020
Mil t
7.535
8.950
Mínimo
Máximo
Mínimo
Máximo
Taxa de
variação
Máx./Mín
.
54%
61%
64%
63%
Consumo de energia1
TJ
32.708
50.295
38.853
59.745
Emissão de CO2 pela calcinação2
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
GgCO2
Emissão de CO2 por descarbonatação3
3.514
5.775
4.174
6.860
4
GgCO
Emissão de CO2 total
5.047
8.239
5.995
9.787
2
1 Considerada somente energia térmica na calcinação.
2 Considerado somente emissão de CO pela queima direta de combustíveis.
2
3 Resultado de cálculo estequiométrico, com adoção das variantes normativas, sobre a produção por tipo de
cal.
4 Soma da emissão de CO da descarbonatação e da calcinação.
2
Gráfico 7 – Percentual das emissões de CO2 por descarbonatação e calcinação
no total das emissões
Como comentado anteriormente, as emissões pela descarbonatação são
inerentes ao processo; por isto, ainda que a queima de combustíveis nos fornos seja
aproximadamente 1/3 das emissões totais, a partir deste ponto os cenários serão
discutidos sobre os dados de energia e emissão de CO2 provenientes do
processo de calcinação, ou seja, ficam excluídas das discussões dos cenários
as emissões de CO2 pela descarbonatação.
No padrão de produção atual, a energia gasta no processo de calcinação está
entre 4.341 e 6.675 MJ/t de cal e as emissões de CO2 pela queima de combustíveis
50
nos fornos estão entre 203 e 327 kgCO2/t de cal. A faixa de variação da energia
consumida na calcinação por tonelada de cal produzida está entre aquela levantada
em referências nacionais e internacionais. A faixa de variação das emissões de CO2
(calcinação), embora dentro da previamente estimada, apresenta mais proximidade
aos menores valores para as emissões por queima de combustíveis nos fornos. Isto
se deve à quantidade de cal produzida por fornos tipos Azbe e de alvenaria, que
utilizam madeira em grande parte neutra em carbono. Estima-se que entre 90% e
100% da madeira empregada na produção de cal no Paraná e São Paulo,
respectivamente, seja neutra em carbono (ver item 3.2).
Embora as emissões de CO2 sejam mais baixas do que algumas referências
internacionais devido ao uso de madeira neutra em carbono, isto não se relaciona à
eficiência produtiva. Os fornos em alvenaria, por exemplo, ainda que tenham
apresentado emissões de CO2 mais baixas, são ineficientes em termos energéticos.
Seu consumo de energia varia entre 5.234 e 13.162 MJ/t, entre 56% e 310% a mais
que FV-FPR. Isto significa que ainda que as emissões de CO2 sejam baixas pelo uso
de madeira neutra em carbono, sua ineficiência energética fará com que seja
necessária muito mais madeira para uma mesma função. Isto acarreta sobrecarga
de demanda de material energético, neste caso, a madeira. Por isto, a análise de
possibilidades para uma economia de baixo carbono deve considerar diversos
fatores além das emissões de carbono.
51
Tabela 18 - Resultados do Cenário 1 considerados para discussão dos demais
cenários
Produção por tipo de forno
Barranco (FV-A)
Azbe (FV-CS)
Maerz (FV-FPR)
Rotativo (FH-R)
Total
Energia térmica
Barranco (FV-A)
Azbe (FV-CS)
Maerz (FV-FPR)
Rotativo (FH-R)
Total
Emissão pela calcinação
Barranco (FV-A)
Azbe (FV-CS)
Maerz (FV-FPR)
Rotativo (FH-R)
Total
ud
t
2013
2020
Taxa de variação
1.254.795
2.009.380
3.332.411
938.414
7.535.000
Mínima
Máxima
1.490.576
2.386.952
3.958.586
1.114.746
8.950.860
Mínima
Máxima
6.567
10.656
11.162
4.322
32.708
16.515
11.775
14.146
7.858
50.295
7.801
12.658
13.260
5.134
38.853
19.619
13.988
16.804
9.335
59.745
54%
135
220
919
259
1.533
567
404
1.165
328
2.464
161
261
1.092
307
1.821
674
480
1.384
390
2.927
61%
Máx./Mín.
TJ
GgCO2
Cenário 2 – Mudança de combustíveis
As emissões derivadas do uso de madeira fonte de carbono podem ser
evitadas pela troca da lenha de mata nativa (de fonte não sustentável) por lenha de
plantação ou por resíduos da indústria madeireira. O pellet de madeira poderia ser
outra opção com emissões próximas a zero.
A diminuição em cinco pontos percentuais27 no uso de madeira fonte de
carbono pode mitigar entre 14% e 16% as emissões de CO2. Se na matriz
energética do setor da cal a madeira utilizada fosse integralmente neutra em
carbono, ou seja, 0% de lenha fosse fonte de carbono, as emissões baixariam entre
23% e 39%. Isto sem modificar nenhum outro parâmetro como fornos ou a
distribuição dos combustíveis na matriz energética (Tabela 19). A diminuição da
madeira fonte de carbono tem relação direta com as emissões de CO2.
27
Varia de 8% a 13% na matriz energética para 3% a 8% na matriz energética.
52
Tabela 19 - Emissões de CO2 resultantes da substituição de madeira fonte de
carbono por madeira neutra em carbono
Fator variado
Ud
2013
Mín.
1.533
referencia 1
2020
Máx.
2.464
Mín.
1.821
Máx.
2.927
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
Valor de
GgCO2
Madeira fonte de carbono na matriz
GgCO2
1.312
2.078
1.558
2.469
-14%
-16%
energética = entre 3% e 8%
Madeira fonte de carbono na matriz
GgCO2
1.178
1.493
1.399
1.773
-23%
-39%
energética = 0%
1 Cenário atual, onde a matriz energética é composta por lenha (43%), coque de petróleo (41%), gás
natural (12%), moinha (2%) e óleo combustível (2%). Estima-se que a madeira fonte de carbono seja entre
8% e 13% da matriz energética.
Sem mudar o percentual estimado de uso de madeira fonte de carbono, mas
substituindo todo o coque de petróleo por gás natural, seria possível baixar as
emissões de CO2 entre 20% e 26%. Neste caso não haveria inversão financeira em
mudança tecnológica, mas sim, haveria aumento de custo pela troca entre
combustíveis. Este pode ser um fator negativo deste cenário (Tabela 20).
Tabela 20 - Emissões de CO2 resultantes da substituição integral do coque de
petróleo por gás natural
Fator variado
Ud
2013
2020
Variação em relação
ao valor referencial
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Valor de referencia1
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
Substituição integral do coque de
GgCO2
1.140
1.966
1.354
2.336
-26%
-20%
petróleo por gás natural
1 Cenário atual, onde a matriz energética é composta por lenha (43%), coque de petróleo (41%), gás
natural (12%), moinha (2%) e óleo combustível (2%).
Outra opção seria aumentar a quantidade de moinha (ou outro combustível
neutro em carbono) em substituição ao coque de petróleo. Conforme se viu na
seção 3.2, na matriz energética atual o coque de petróleo é usado por 41% da
produção e a moinha por 2%. Se o coque fosse diminuído em 10%, ou seja, o coque
passasse a ser 37% da matriz energética e a moinha a 6%, as emissões poderiam
baixar entre 5% e 6%. Mas se o mesmo fosse diminuído em 30%, ou seja, passasse
a ser 29% da matriz energética e a moinha a 14%, as emissões diminuiriam entre
15% e 19% (Tabela 21). Em muitos casos, a moinha é utilizada em conjunto com o
coque, sendo que seu aumento no percentual da mescla não seria de difícil acesso.
53
Tabela 21 - Emissões de CO2 resultantes do aumento da moinha (ou outro
combustível neutro em carbono) na matriz energética em detrimento ao coque
de petróleo
Fator variado
Ud
2013
2020
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Valor de referencia 1
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
Diminuição do coque de petróleo
GgCO2
1.435
2.340
1.705
2.780
-6%
-5%
em 10% 2
Diminuição do coque de petróleo
GgCO2
1.239
2.092
1.472
2.486
-19%
-15%
em 30% 3
1 Cenário atual, onde a matriz energética é composta por lenha (43%), coque de petróleo (41%), gás
natural (12%), moinha (2%) e óleo combustível (2%).
2 Matriz energética passa a ter 37,2% de coque de petróleo e 6,1% de moinha.
3 Matriz energética passa a ter 28,9% de coque de petróleo e 14,3% de moinha.
A mudança de combustível mostra-se, portanto, com grande potencial para a
redução das emissões de CO2 do setor. Algumas conversões são de fácil acesso às
empresas sem grandes alterações de logística, enquanto que outras podem ser
dificultadas pelo fornecimento e custo.
Cenário 3 – Mudança de tecnologia
Os fornos verticais de fluxo paralelo regenerativo apresentam maior eficiência
energética e emissões de CO2 mais baixas. No quesito energético é a tecnologia
com melhor desempenho encontrada atualmente para o setor da cal. Nele é possível
empregar diversos tipos de combustíveis, entre eles a madeira (com partículas
menores que 3 mm (MAERZ, 2014)). Desta forma, as emissões de CO2 poderiam
ser ainda menores se empregados resíduos de madeira, pellets de madeira (de
menores dimensões) ou pó de madeira plantada. Acredita-se que no estado de São
Paulo, onde grande parte da produção é feita em FV-CS (tipo Azbe), existem
empresas capazes de absorver tal tecnologia.
Se toda a produção de cal do estado de São Paulo passasse a ser produzida
em FV-RPR em substituição ao FV-CS, seria possível diminuir a energia consumida
entre 2% e 4% (Tabela 22), percentuais considerados baixos para a grandeza do
investimento. As emissões, por sua vez, aumentariam entre 4% e 8% devido ao uso
do coque de petróleo nos FV-FPR (Tabela 22).
54
Tabela 22 - Emissões de CO2 e energia consumida resultantes da mudança de
FV-CS para FV-FPR no estado de São Paulo
Fator variado
Emissão de CO2
Valor de referencia 1
Mudança de FV-CS para FV-FPR
em São Paulo
Energia térmica
Valor de referencia 1
Mudança de FV-CS para FV-FPR
em São Paulo
1 Cenário atual.
Ud
2013
2020
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
GgCO2
1.654
2.575
1.965
3.056
TJ
32.708
50.295
38.853
59.745
TJ
31.285
49.118
37.163
58.348
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
+8%
+4%
-4%
-2%
Por outro lado, se fosse possível o incremento tecnológico em todos os níveis
produtivos do setor, ou seja, toda a produção feita em fornos de alvenaria passasse
para FV-CS (tipo Azbe) e toda a produção feita em FV-CS passasse para FV-FPR
(tipo Maerz), seria possível uma redução de consumo energético entre 12% e 25%
(Tabela 23). As emissões de CO2 poderiam diminuir 1% ou aumentar até 22%
(Tabela 23). Um possível aumento poderia ocorrer uma vez que neste cenário não
se considerou a mudança nos combustíveis consumidos por tipo de forno. Assim, a
produção de cal feita em FV-CS que operam majoritariamente com madeira neutra
em carbono passaria a ser feita em FV-FPR que operam majoritariamente com
coque de petróleo.
Tabela 23 – Emissões de CO2 e energia consumida resultantes da mudança de
FV-A para FV-CS e FV-CS para FV-FPR
Fator variado
Ud
2013
Mín.
2020
Máx.
Mín.
Máx.
Emissão de CO2
Valor de referencia 1
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
Incremento tecnológico em todos
GgCO2
1.865
2.444
2.215
2.903
os níveis de produção 2
Energia
Valor de referencia 1
TJ
32.708 50.295 38.853 59.745
Incremento tecnológico em todos
TJ
28.920 37.929 34.355 45.057
os níveis de produção 2
1 Cenário atual.
2 Mudança de FV-A para FV-CS (tipo Azbe), e de FV-CS para FV-FPR (tipo Maerz).
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
+22%
-1%
-12%
-25%
55
Este cenário considera a incorporação de aumento de desempenho na
produção da cal, que pode ser potencializado pela mudança de combustíveis por
tipo de forno.
Cenário 4 – Mudança de combustíveis e tecnologia
Tendo em vista os resultados de mudanças de combustíveis e tecnologia,
neste cenário se avaliam ações conjuntas, considerando prazos de implementação.
Acredita-se que a curto prazo seria possível diminuir o uso de madeira fonte de
carbono em cinco pontos percentuais (o que representaria entre 3% e 8% da matriz
energética) e aumentar o uso da moinha, ou outros combustíveis neutros em
carbono, em substituição ao coque, para 14,1%28 da matriz energética. Neste caso,
seria possível diminuir as emissões de CO2 entre 31% e 34% (Tabela 24), sem
mudança de tecnologia empregada. Isto não afetaria a estrutura das empresas nem
requereria altos investimentos. Por outro lado, seria necessário fortalecer os
setores/indústrias fornecedores de tais combustíveis.
Tabela 24 – Emissões de CO2 resultantes da diminuição de madeira fonte de
carbono para 3% a 8% e aumento da moinha para 14%
Fator variado
Ud
2013
2020
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Valor de referencia 1
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
2
Mudança de combustíveis 1
GgCO2
1.018
1.707
1.210
2.027
-34%
-31%
1 Cenário atual, onde a matriz energética é composta por lenha (43%), coque de petróleo (41%), gás
natural (12%), moinha (2%) e óleo combustível (2%).
2 Diminuição da madeira fonte de cabono para 3% a 8% e aumento de combustíveis neutros em carbono
em substituição ao coque de petróleo para 14,3% da matriz energética.
Em médio prazo, o aumento do uso da moinha (ou outro combustível neutro
em carbono) para 23%29 da matriz energética e o uso de 100% de madeira neutra
em carbono poderiam diminuir as emissões de CO2 do setor entre 55% e 65%
(Tabela 25), sem modificações tecnológicas. Em ambos os casos, não haveria
incremento do desempenho energético, o que gera um aumento excedente da
demanda de combustíveis.
28
Diminuindo o coque em 30%, passaria de 41,3% da matriz energética para 28,9%, enquanto que a
moinha (ou outro combustível neutro em carbono) passaria de 1,9% para 14,3% da matriz energética.
29 Diminuindo o coque em 50%, passaria de 41,3% da matriz energética para 20,7%, enquanto que a
moinha (ou outro combustível neutro em carbono) passaria de 1,9% para 22,6% da matriz energética.
56
Tabela 25 – Emissões de CO2 resultantes da diminuição de madeira fonte de
carbono para 0% e aumento da moinha para 23%
Fator variado
Ud
2013
2020
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Valor de
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
Mudança de combustíveis 2 2
GgCO2
689
873
818
1.037
-55%
-65%
1 Cenário atual, onde a matriz energética é composta por lenha (43%), coque de petróleo (41%), gás
natural (12%), moinha (2%) e óleo combustível (2%).
2 Diminuição da madeira fonte de cabono para 0% e aumento de combustíveis neutros em carbono, em
substituição ao coque de petróleo, para 23% da matriz energética.
referencia 1
A longo prazo, se fosse possível o incremento tecnológico em todos os níveis
de produção da cal, ou seja, conversão de FV-A para FV-CS e FV-CS para FV-FPR,
acompanhado do uso de 100% de madeira neutra em carbono e o aumento de
combustíveis neutro em carbono para 30%30 da nova matriz energética, seria
possível diminuir as emissões de CO2 entre 29% e 44%; valor menor que a proposta
a médio prazo. Porém, a eficiência energética, que não é alterada nas duas
propostas anteriores, melhora. Haveria uma diminuição do consumo energético
entre 12% e 25% (Tabela 26).
Tabela 26 – Emissões de CO2 e energia consumida resultantes da mudança de
combustíveis e fornos
Fator variado
Ud
2013
2020
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Mín.
Máx.
Emissão de CO2
Valor de referencia 1
GgCO2
1.533
2.464
1.821
2.927
Mudança de combustíveis e fornos2 GgCO2
1.081
1.370
1.284
1.628
-29%
-44%
Energia
Valor de referencia 1
TJ
32.708 50.295 38.853 59.745
Mudança de combustíveis e fornos2 TJ
28.920 37.929 34.355 45.057 -12%
-25%
1 Cenário atual.
2 Mudança de FV-A para FV-CS e de FV-CS para FV-FPR; e matriz energética composta por 30% de
moinha (ou outro combustível neutro em carbono), 17% de lenha neutra em carbono, 33% coque de
petróleo, 17% gás natural, 3% óleo combustível.
Sendo assim, dentro do que é manejável no setor da cal para uma economia
de baixo carbono, acredita-se que primeiramente deve-se estimular a mudança de
combustíveis, tendo em consideração os prazos de adaptação tanto do produtor
30
Valor referente a 50% do que seria o percentual do coque na nova matriz energética, resultante da
redistribuição dos fornos.
57
quanto do mercado fornecedor; e em paralelo, deve haver incentivo fiscal e político
para mudança tecnológica.
Tabela 27 - Resumo dos resultados dos cenários estudados
2013
ud
Produção
Consumo de energia1
Emissão de CO2 pela
calcinação2
Mil t
TJ
GgCO2
2020
Mín.
Máx.
CENÁRIO 1 - Base
7.535
32.708
50.295
1.533
2.464
Mín.
Máx.
Variação em
relação ao valor
referencial
Mín.
Máx.
8.950
38.853
59.745
1.821
2.927
CENÁRIO 2 – Mudança de combustíveis
Madeira fonte de carbono na
matriz energética = entre 3% e
8%
Madeira fonte de carbono na
matriz energética = 0%
Substituição integral do coque
de petróleo por gás natural
Diminuição do coque de
petróleo em 10% 3
Diminuição do coque de
petróleo em 30% 4
GgCO2
1.312
2.078
1.558
2.469
-14%
-16%
GgCO2
1.178
1.493
1.399
1.773
-23%
-39%
GgCO2
1.140
1.966
1.354
2.336
-26%
-20%
GgCO2
1.435
2.340
1.705
2.780
-6%
-5%
GgCO2
1.239
2.092
1.472
2.486
-19%
-15%
CENÁRIO 3 – Mudança de tecnologia
Mudança de FV-CS para FVGgCO2
1.654
2.575
1.965
3.056
+8%
+4%
FPR em São Paulo
Mudança de FV-CS para FVTJ
31.285
49.118
37.163
58.348
-4%
-2%
FPR em São Paulo
Incremento tecnológico em
GgCO2
1.865
2.444
2.215
2.903
+22%
-1%
todos os níveis de produção 5
Incremento tecnológico em
TJ
28.920
37.929
34.355
45.057
-12%
-25%
todos os níveis de produção 5
CENÁRIO 4 - Mudança de combustíveis e tecnologia
Mudança de combustíveis 6
GgCO2
1.018
1.707
1.210
2.027
-34%
-31%
Mudança de combustíveis 7
GgCO2
689
873
818
1.037
-55%
-65%
Mudança de combustíveis e
GgCO2
1.081
1.370
1.284
1.628
-29%
-44%
fornos 8
Mudança de combustíveis e
TJ
28.920
37.929
34.355
45.057
-12%
-25%
fornos 2
1 Considerada somente energia térmica. Matriz energética é composta por lenha (43%), coque de
petróleo (41%), gás natural (12%), moinha (2%) e óleo combustível (2%). Estima-se que a madeira
fonte de carbono seja entre 8% e 13% da matriz energética.
2 Considerado somente emissão de CO pela queima direta de combustíveis.
2
3 Matriz energética passa a ter 37,2% de coque de petróleo e 6,1% de moinha.
4 Matriz energética passa a ter 28,9% de coque de petróleo e 14,3% de moinha.
5 Mudança de FV-A para FV-CS (tipo Azbe), e de FV-CS para FV-FPR (tipo Maerz).
6 Diminuição da madeira fonte de cabono para 3% a 8% e aumento de combustíveis neutros em
carbono, em substituição ao coque de petróleo, para 14,3% da matriz energética.
7 Diminuição da madeira fonte de cabono para 0% e aumento de combustíveis neutros em carbono, em
substituição ao coque de petróleo, para 23% da matriz energética.
8 Mudança de FV-A para FV-CS e de FV-CS para FV-FPR; e matriz energética composta por 30% de
moinha (ou outro combustível neutro em carbono), 17% de lenha neutra em carbono, 33% coque de
petróleo, 17% gás natural, 3% óleo combustível.
58
7.
DIRETRIZES DE UMA POLÍTICA PÚBLICA SETORIAL
PARA A TRANSIÇÃO RUMO À ECONOMIA DE BAIXO CARBONO
O setor da cal pode ser evidenciado pelas emissões de carbono resultantes
de seu processo produtivo (mineração, britagem, calcinação e moagem). Parte
importante das emissões de CO2 ocorre durante a calcinação, devido ao processo
de descarbonatação da pedra calcária. Esta é aquecida em temperaturas entre
900°C e 1200°C liberando CO2 e resultando na cal virgem (CaO+CO2). A
descarbonatação é parte inerente do processo produtivo e é responsável por cerca
de 70% das emissões de CO2, que estão entre 464 a 868 kgCO2/t de cal virgem.
Sobre estas muito pouco se pode atuar. As variações dependem das impurezas da
matéria-prima, teor de óxidos e anidrido carbônico com limites definidos por norma
(NBR 6.453 e 7.175). Uma estratégia para reduzir as emissões de CO2 seria, por
meio de normativa, reduzir o teor máximo de não hidratados na cal hidratada.
A redução das emissões de carbono da cal deve focar na fase de calcinação
devido à queima de combustíveis, muitos deles fósseis, nos fornos. Outras etapas
como mineração e moagem interferem pouco no montante total das emissões de
dióxido de carbono, bem como a energia elétrica. As emissões de carbono
resultantes da queima direta de combustíveis nos fornos de calcinação estão entre
188 e 1.475 kgCO2/t de cal virgem.
No Brasil o setor da cal é heterogêneo. Há variações no porte das empresas,
tecnologia empregada e qualidade dos produtos. Assim, os resultados de emissão
de CO2 e energia consumida são apresentados em faixa de variação (entre mínimos
e máximos) que delimitam as possíveis resultantes de diferentes composições entre
insumos e tecnologias, demarcando o panorama nacional. Ainda que o foco para a
mitigação das emissões de CO2 esteja nos fornos e combustíveis utilizados, o
desempenho das estratégias depende das particularidades do setor.
No Brasil são encontrados fornos de alvenaria (artesanais) com baixo controle
de processo e energeticamente pouco eficientes, bem como, fornos verticais de
fluxo paralelo regenerativo, considerados, atualmente, os mais eficazes com relação
ao consumo energético. Na matriz energética utiliza-se combustíveis fósseis como
coque de petróleo, bem como, combustíveis renováveis como a madeira plantada ou
residual e a moinha. A relação entre tecnologia e tipo combustível varia segundo a
59
empresa, mas de modo genérico pode-se desenhar o setor considerando tais fatores
por região.
Sobre a caracterização setorial nacional, avaliou-se possíveis estratégias de
mitigação das emissões de CO2 que basearam-se na mudança de tecnologia
(fornos) e/ou combustíveis. Foram estudados três cenários, onde o primeiro avalia
somente mudanças na matriz energética; o segundo, mudanças de tecnologia; e o
terceiro, mudanças de tecnologia e combustíveis.
Os resultados indicaram que alterações nos combustíveis utilizados tem
grande potencial para a redução das emissões de CO2 provenientes da fase de
calcinação, enquanto que variações de fornos teriam menor influência. A permuta
entre combustíveis fósseis por neutros em carbono diminui consideravelmente as
emissões de CO2. Se acredita que a implementação desta estratégia seja não
somente viável mas de rápida absorção pelo setor uma vez que não exige
modificações tecnológicas consideráveis; e que parte da produção já é feita com uso
deste tipo de insumo energético.
Devido a este fato, a mudança tecnológica proposta, que trocaria fornos de
alvenaria (FV-A) por fornos de cuba simples (FV-CS), e estes, por fornos de fluxo
paralelo regenerativo (FV-FPR), traz menos benefícios em termos de emissão de
carbono. Isto porque, no Brasil, boa parte da produção de cal feita em FV-A e FV-CS
utilizam madeira neutra em carbono como combustível. A mudança de um FV-CS
movido a madeira plantada (gaseificada), como ocorre no estado de São Paulo por
exemplo, por um FV-FPR movido majoritariamente com coque de petróleo,
aumentaria as emissões de CO2. Por outro lado, sem mudança tecnológica não há
melhora do desempenho energético o que aumenta desnecessariamente a demanda
por combustíveis.
Desta forma, acredita-se que para implantar uma economia de baixo
carbono no setor da cal no Brasil deve-se em um primeiro momento incentivar o
uso de combustíveis neutros em carbono, como resíduos de outros processos
produtivos ou madeira plantada. Para isto seria necessário apoiar pesquisas para o
aproveitamento de biomassa (residual ou não), implantação de indústrias para o
processamento de resíduos industriais (se necessário, como o caso do pellet de
madeira), possíveis adaptações tecnológicas necessárias ao uso do novo
60
combustível, organização logística entre fornecedores e consumidores, e a indústria
madeireira (preferencialmente a silvicultura).
Outra estratégia subsequente seria apoiar a implantação de fornos
energeticamente eficientes, promovendo a redução dos fornos de alvenaria
(artesanais) e a modernização dos fornos verticais de cuba simples para fornos
verticais de fluxo paralelo regenerativo. Para isto seria necessário apoio financeiro
aos industriais e políticas públicas.
A implantação de tais estratégias depende de políticas públicas e associação
público-privado, e prazo de implementação sujeita-se à qualidade dos projetos
propostos que estão vinculados ao diálogo com instituições setoriais e aos
interesses e capacidade de investimento dos industriais, bem como, da agilidade do
governo e instituições financeiras na proposição de ações estratégicas.
61
BIBLIOGRAFIA
ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6453:2003. Cal
virgem para construção civil - requisitos.ABNT, 2003a.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7175:2003. Cal
hidratada para argamassas.ABNT, 2003b.
ABPC - Associação Brasileira dos Produtores de Cal. Associação Brasileira
dos Produtores de Cal. Disponível em: <http://www.abpc.org.br/frame.htm>.
Acesso em: 5 jul. 2014a.
ABPC - Associação Brasileira dos Produtores de Cal. Visão Geral do Setor
da Cal, ago. 2014b.
ABPC - Associação Brasileira dos Produtores de Cal. Documento para
coleta de dados: destinado à ABPCMauro Adamo Seabra, 15 ago. 2014c.
ÁLVARES.JR, O. DE M.; LINKE, R. R. A. Metodologia simplificada para
cálculo das emissões de gases do efeito estufa das frotas de veículos no
Brasil.CETESB,
2001.
Disponível
em:
<www.ambiente.sp.gov.br/proclima/PDF/inventario_efeitoestufa.pdf>
ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis. Anuário
Estatístico Brasileiro do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis - 2010. Rio de
Janeiro: Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (Brasil),
2010.
APL - Arranjos Produtivo Local - Cal e Calcário do Paraná. Matrizes
energéticas alternativas para industrualização da cal no Paraná. Projeto
Fortalecimento tecnológico do APL de cal e calcário do Parnaá. Meta física III.
Curitiba: [s.n.]. v. III
BAHAY, S. V.; SANT’ANA, P. H. DE M. Oportunidades de eficiência
energética para indústria. Relatório setorial. Cal e gesso. Brasilia: CNI, Procel,
Eletrobras, 2010.
BAJAY, S. V. Oportunidades de eficiência energética para a Indústria:
relatório setorial: cal e gesso. Brasilia: CNI, 2010.
BORIM, G. V. Resultado da Análise - PelletEsalq. Departamento de
Ciências Floretais. Universidade de São Paulo, , 5 fev. 2007. Disponível em:
<http://www.madersul.com.br/Downloads/Pelletbraz/Analise_Pellet_LQCE.pdf>
BRAND, M. A.; MUÑIZ, G. I. B. DE. Influência da época de colheita da
biomassa florestal sobre sua qualidade para a geração de energia. Sciencia
Florestalis, v. 38, n. 88, p. 619–628, 2010.
CAL OESTE. Forno calcinação. Cal Oeste. Disponível em:
<http://www.caloeste.com.br/flex/foto_topo/fotos/img/14/Imagem%20057%20modifie
d_img.jpg>. Acesso em: 17 ago. 2014.
62
CARASCHI, J. C.; PINHEIRO, D. G.; VENTORIM, G. Caracterização física e
química dos pellets de madeira produzidos no Brasil. XIII Ebramem.
Anais...Vitória-ES:
EMBRAMEM,
a
25/07
2012Disponível
em:
<http://www.abipel.com.br/media/doc/CARACTERIZACAO_FISICA_E_QUIMICA_D
OS_PELLETS_DE_MADEIRA_PRODUZIDOS_NO_BRASIL_XIII_EBRAMEM.pdf>
CARPIO, R. C. et al. Estado da arte do processo produtivo da cal na região
Centro Oeste de Minas Gerais. ForScience, v. 1, n. 1, p. 74–85, 11 nov. 2013.
CARVALHO, E. AUGUSTO DE; ALMEIDA, S. L. M. DE. Caulim e carbonato
de cálcio: competção na indústria de papelMCT, CNPq, CETEM, , 1997.
Disponível em: <http://www.cetem.gov.br/publicacao/series_sed/sed-41.pdf>
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. 1°Relatório
de Referência do Estado de São Paulo de Emissões e Remoções Antrópicas de
Gases de Efeito Estufa, período de 1990 – 2008. Inventário das Emissões de
CO2 por queima de combustíveis no Estado de São Paulo, 1990 a 2008:
Abordagem de Referência (Top Down). São Paulo: CETESB, 2010.
CETESB - Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental. Inventário
de emissões de CO2. Manual de preenchimento. São PAulo: CETESB, [s.d.].
CIMPROGETTI. Submitted form, 1 set. 2014.
CIMPROGETTI, C. L. T. Reference List Main Lime Burning, dez. 2012.
Disponível em: <http://www.fmw.co.at/docs/de_Referenzliste_Schachtoefen.pdf>
CIMPROGETTI; SARANDREA, L. Lime and Lean Gases, ago. 2013.
COÊLHO, J. Calcario Santa Maria do Cambucá - PE - Rit TV Programa
Revista
do
Campo.,
15
mar.
2013.
Disponível
em:
<https://www.youtube.com/watch?v=2iMgWVUU-qs>. Acesso em: 7 ago. 2014
COSTA, B. L. DE C. Quantificação das emissões de CO2 geradas na
produção de materiais utilizados na construção civil no Brasil. Universidade
Federal do Rio de Janeiro, fev. 2012.
COUTO, L. et al. Produção de pellets de madeira : o caso da Bio-Energy
no
Espírito
Santo.
Texto.
Disponível
em:
<http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/agroenergia/catalogo/REC000g823wk
6z02wx5ok0u5nfpm9q5j9on.html>. Acesso em: 8 nov. 2014.
DNPM - Departamento Nacional de Produção Mineral. Sumário Mineral
2013.
Cal.David
de
Barros
Galo,
2013.
Disponível
em:
<https://sistemas.dnpm.gov.br/publicacao/mostra_imagem.asp?IDBancoArquivoArqu
ivo=8970>
ECHA - European Chemicals Agency. Calcium dihydroxide. Disponível em:
<http://apps.echa.europa.eu/registered/data/dossiers/DISS-9eaebe88-3dab-1715e044-00144f67d031/AGGR-c0185199-38f6-4eeb-9847-bb362953630e_DISS9eaebe88-3dab-1715-e044-00144f67d031.html#section_3_5>. Acesso em: 14 ago.
2014.
63
EGGLESTON, H. S.; IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change.
2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories. Volume 4
Agriculture, Forestry and Other Land Use. Chapter 1 Introduccion. Hayama,
Japan: Institute for Global Environmental Strategies, 2006.
EIPPCB; IPTS. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for
the Production of Cement, Lime and Magnesium Oxide. European Union: [s.n.].
ELBRA,
Energia
Limpa
do
Brasil.
Pellet.
<http://www.elbra.ind.br/pellet.php>. Acesso em: 16 ago. 2014.
Disponível
em:
EPE - EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA; MME - MINISTÉRIO DE
MINAS E ENERGIA. Balanço Energético Nacional 2012: Ano base 2011. Rio de
Janeiro:
Empresa
de
Pesquisa
Energética,
2012.
Disponível
em:
<https://ben.epe.gov.br/downloads/Relatorio_Final_BEN_2012.pdf>.
EU - European Union. L100. Official Journal of the European Union. ISSN
1977-0677. 9 mar. 2013, p. 52.
EULA. Draft lime sector Chapter 2.1 and 2.2, 2006a.
EULA. Draft lime sector Chapter 2.3 and 2.4 and additional information on
these chapters, 2006b.
FRANCESCATO, V.; ANTONINI, E.; BERGOMI, L. Z. Wood Fuels Handbook
(UK). BiomassTrade Centres. [s.l.] AIEL - Italian Agriforetry Energy Association,
2008.
GARCIA, D. P. Caracterização química, física e térmica de pellets de
madeira produzidos no Brasil. Dissertação de mestrado—Guaratinguetá:
Universidade Estadual Paulista, 2010.
GARCIA, D. P.; CARASCHI, J. C.; VENTORIM, G. Caracterização
energética de pellets de madeira. In: 7° CONGRESSO INTERNACIONAL DE
BIOENERGIA. São Paulo: 5 nov. 2012
GHG PROTOCOL; FGV. Programa Brasileiro GHG Protocol. Arquivo em
excel. Fatores de conversão. Disponível em: <http://www.fgv.br/ces/ghg/>. Acesso
em: 31 out. 2011.
GHG PROTOCOL; FGV, F. G. V. Programa Brasileiro GHG Protocol.
Ferramenta
GHG Protocol
2013. Versão 2013.1.
Disponível
em:
<http://www.ghgprotocolbrasil.com.br/index.php?r=site/CapaSecao&id=1>. Acesso
em: 1 nov. 2014.
HONGKE, H. M. Lime Kiln. Disponível em: <http://www.rotarykilnhk.com/24Lime_Kiln>. Acesso em: 8 nov. 2014.
IABR - Instituto Aço; CST. Notícias do setor - CST fecha contrato com
Grupo
belga
Lhoist.
Disponível
em:
<http://www.acobrasil.org.br/site/portugues/imprensa/noticias.asp?id=300>. Acesso
em: 14 jul. 2014.
64
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. SIDRA-Sistema IBGE
de Recuperação Automática. Indústria. Pesquisa Industrial Anual (2005-2012).
Disponível
em:
<http://www.sidra.ibge.gov.br/bda/tabela/listabl.asp?c=3466&z=t&o=22>. Acesso em:
14 jul. 2014.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. SIDRA - Sistema IBGE
de Recuperação Automática. Disponível em: <http://www.sidra.ibge.gov.br/>.
Acesso em: 14 ago. 2014.
ICAL, M. ICAL - Vídeo Institucional, 12 mar. 2013. Disponível em:
<http://www.youtube.com/watch?v=2PjgmKh1yU0&feature=youtube_gdata_player>.
Acesso em: 17 ago. 2014
IEA - Internacional Energy Agency. Tracking industrial energy efficiency
and CO₂ emissions: in support of the G8 plan of action: energy indicators.
Paris, France: International Energy Agency, 2007.
IFC - International Finance Corporation; WBG - World Bank Group.
Environmental, Health, and Safety Guidelines for Cement and Lime
ManufacturingIFC,
WBG,
,
30
mar.
2007.
Disponível
em:
<http://www.ifc.org/wps/wcm/connect/f74848804951d04eb75cb719583b6d16/Final++Cement+and+Lime+Manufacturing.pdf?MOD=AJPERES>
ILA
International
Lime.
Uses
of
lime.
Disponível
<http://www.internationallime.org/uses.html>. Acesso em: 13 ago. 2014.
em:
IPCC - - Intergovernmental Panel on Climate Change. Revised 1996 IPCC
Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Bracknell: JT Houghton, LG
Meira Filho, B Lim, K Treanton, I Mamaty, Y Bonduki, 1997. v. Workbook. Module I.
Energy
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change. Carbon metrics.
Disponível em: <http://www.carbonmetrics.com/ipcc-emission-factors-tool>. Acesso
em: 31 jan. 2011.
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change.. Chapter 2 - Mineral
Industry Emissions. In: 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas
Inventories. Volume 3. Industrial Processes and Product Use. 1. ed. Japan:
IGES- Institute for Global Environmental Strategies, 2006. v. 3.
JOHN A., M. Carbon-negative biofuels. Energy Policy, v. 36, n. 3, p. 940–
945, mar. 2008.
JOHN, V. M. Imagens visita empresa Lhoist, 24 out. 2014.
LAPA
VERMELHA.
Calcário.
Disponível
<http://www.lapavermelha.ind.br/produtos.htm>. Acesso em: 17 jul. 2014.
em:
LIPPEL.
Fábrica
de
Pellets.
Disponível
<http://www.lippel.com.br/br/unidades-de-producao/usina-de-combustivelsolido/fabrica-de-pellets.html#.VImNNsl0XVo>. Acesso em: 11 dez. 2014a.
em:
65
LIPPEL.
Pellets
de
biomassa.
Disponível
em:
<http://www.lippel.com.br/br/sustentabilidade/pellets-de-biomassa#.U-_czmMR7Ks>.
Acesso em: 16 ago. 2014b.
LUYSSAERT, S. et al. Old-growth forests as global carbon sinks. Nature, v.
455, n. 7210, p. 213–215, 2008.
MAERZ, O. A. Maerz Ofenbau AG – The world leader in lime kilns.
Product
Portfolio.
Disponível
em:
<http://www.maerz.com/incEN.php?show=products>. Acesso em: 8 nov. 2014.
MCT - Ministério de Ciência e Tecnologia. Primeiro Inventário Brasileiro de
Emissões Antrópicas de Gases de Efeito Estufa. Relatório de Referência.
Emissões de Gases de Efeito Estufa por Fontes Móveis, no Setor Energético.
Brasília: MCT, 2006a.
MCT- Ministério de Ciência e Tecnologia. Primeiro Inventário Brasileiro de
Emissões Antrópicas de Gases de Efeito Estufa. Relatório de Referência.
Emissões de Gases de Efeito Estufa por Fontes Móveis, no Setor Energético.
Brasília: MCT, 2006b.
MCT - Ministério de Ciência e Tecnologia. Segundo inventário brasileiro de
emissões e remoções antrópicas de gases de efeito estufa relatórios de
referência emissões de gases de efeito estufa nos processos industriais produtos minerais. Parte II. Produção de Cal. Outros Usos do Calcário e
Dolomita. Produção e Uso de Barrilha. Brasilia: MCT, 2010a.
MCT - Ministério de Ciência e Tecnologia. Segundo inventário brasileiro de
emissões e remoções antrópicas de gases de efeito estufa relatórios de
referência emissões de gases de efeito estufa nos processos industriais produtos minerais. Parte II. Produção de Cal. Outros Usos do Calcário e
Dolomita. Produção e Uso de Barrilha. Brasilia: MCT, 2010b.
MCT - Ministério de Ciência e Tecnologia. Programa Nacional de Mudanças
Climáticas. Mecanismo de Desenvolvimento Limpo. Fatores de Emissão.
Arquivos
de
Fatores
de
Emissão.
Disponível
em:
<http://www.mct.gov.br/index.php/content/view/321144.html#ancora>. Acesso em:
24 out. 2011.
MEIER, A. et al. Solar chemical reactor technology for industrial production of
lime. Solar Energy, Solar Power and Chemical Energy Systems (SolarPACES’04)
International Symposium on Concentrating Solar Power and Chemical Energy
Systems. v. 80, n. 10, p. 1355–1362, out. 2006.
MEIER, A.; GREMAUD, N.; STEINFELD, A. Economic evaluation of the
industrial solar production of lime. Energy Conversion and Management, v. 46, n.
6, p. 905–926, abr. 2005.
MELO, F. A. DE O. et al. Avaliação de uma fornalha para aquecimento direto
de ar utilizando moinha de carvão. SBICafé, 2005.
66
MME - Ministério de Minas e Energia. Balanço Energético Nacional 2013:
Ano base 2012. Rio de Janeiro: Ministério de Minas e Energia - Empresa de
Pesquisa Energética, 2013a.
MME - Ministério de Minas e Energia. Balanço Energético Nacional 2013:
Ano base 2012. Rio de Janeiro: Ministério de Minas e Energia - Empresa de
Pesquisa Energética, 2013b.
OLIVEIRA, F. V.; MARTINS, A. H. Calcium carbonate precipitation for
industrial application. Rem: Revista Escola de Minas, v. 62, n. 2, p. 175–183, jun.
2009.
PANORAMIO. Antigos Fornos Para Produção de Cal - Botuverá-SC.
Disponível em: <http://www.panoramio.com/photo/50485942>. Acesso em: 17 ago.
2014.
PETROBRÁS. Coque Verde de Petróleo: Menor Impacto Ambiental Petrobras.
Disponível
em:
<http://www.petrobras.com.br/pt/produtos-eservicos/produtos/industriais/coque-verde-de-petroleo/>. Acesso em: 16 ago. 2014.
PUNHAGUI, K. R. G. Potencial de reducción de las emisiones de CO2 y
de la energía incorporada en la construcción de viviendas en Brasil mediante
el incremento del uso de la madera. PhD Thesis (to be published)—Barcelona:
Universitat Politècnica de Catalunya y Universidade de São Paulo, 2014.
QUALICAL et al. The Solar Production of Lime. 2000-2003 Research
Program.Qualical,
,
2003
2000.
Disponível
em:
<http://www.pre.ethz.ch/publications/0_pdf/Brochure_Solar_Production_of_Lime.pdf>
QUALICAL. Cal hidratada e cal virgemQualical, , 2014. Disponível em:
<http://www.quallical.com.br/Apostila%20cv.pdf>. Acesso em: 13 jul. 2014
SEABRA, M. A. Responsabilidade Socioambiental no Setor da Cal.
Programas Institucionais da ABPC para qualificação de Produtores de Cal.
Apresentação apresentado em VII ERUR - Encontro de Refrataristas e Usuários de
Refratários. Refratários para a Industria de Cimento e Cal. Curitiba, out. 2012.
Disponível
em:
<http://ibar.com.br/refratarios/Refratario/DIA%2018OUT/05.ABPC.pdf>. Acesso em:
7 maio. 2014
SEABRA, M. A. Setor da cal, 25 jul. 2014a.
SEABRA, M. A. Dados da produção desagregados entre cal virgem e
hidratada, 3 nov. 2014b.
SEMGRH, D. Calcário extraído em Jatapu pode ser suficiente para
atender o Amazonas - notícias em Amazonas. Disponível em:
<http://g1.globo.com/am/amazonas/noticia/2012/12/calcario-extraido-em-jatapupode-ser-suficiente-para-atender-o-amazonas.html>. Acesso em: 16 ago. 2014.
67
SILVA, A. C. Estudo e otimização da reação de hidratação do hidróxido
de cálcio. Dissertação de mestrado—Uberlândia: Universidade Federal de
Uberlândia, 2007.
SILVA, J. O. DA. Produto RT 72. Perfil da Cal. [s.l.] MME - Ministério de
Minas e Energia; Banco Mundial; J. Mendo Consultoria, set. 2009.
TAVARES, S. F. Metodologia de análise do ciclo de vida energético de
edificações residenciais brasileiras. Universidade Federal de Santa Catarina,
2006.
THYSSENKRUPP, T. I. S. Fornos para calcinação_setor de cal, 17 out.
2014.
TWA; CLM. Merged and sorted comments master spread sheet on draft 1
and information, 2007.
USGS - U. S. Geological Survey. 2012 Minerals Yearbook. Lime (advance
release)U.S. Departament of the Interior; U.S. Geological Survey, , jun. 2013.
Disponível em: <http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lime/myb1-2012lime.pdf>
USGS - U. S. Geological Survey. Lime. Statistics and Information., 2014.
Disponível
em:
<http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/lime/index.html#mcs>.
Acesso
em: 14 ago. 2014
VERBOR. Engenharia & Serviços Verbor Latinoamérica. Projetos
Realizados. Forno Maerz. Disponível em: <http://www.verbor.com.br/projetosrealizados.php>. Acesso em: 17 jul. 2014.
VOTORANTIM, C. Divisão Calcário Votorantim. Disponível em:
<https://www.youtube.com/watch?v=2_zXqYXZaRQ>. Acesso em: 14 ago. 2014.
VOTORANTIM, C. Processo de fabricação da cal. Disponível em:
<http://www.votorantimcimentos.com.br/htmsptb/Produtos/Cal_procFabricacao.html>. Acesso em: 14 ago. 2014.
WEN, Y.; XIANG, L.; JIN, Y. Synthesis of plate-like calcium carbonate via
carbonation route. Materials Letters, v. 57, n. 16–17, p. 2565–2571, maio 2003.
WPAC - Wood Pellet Association of Canada. Pellets. Disponível em:
<http://www.pellet.org/>. Acesso em: 11 dez. 2014.
ZRCBV, M. B. V. Mineração / Mineradora / Calcário Bela Vista / Cal Xerez,
9
maio
2012.
Disponível
em:
<http://www.youtube.com/watch?v=N_a6VAK3ikA&feature=youtube_gdata_player>.
Acesso em: 17 ago. 2014